Полноприводная транмиссия
25.01.2017
Полноприводная транмиссия
ПРЕИМУЩЕСТВА ПОЛНОГО ПРИВОДА
На автомобилях с двумя ведущими колесами не всегда возможно полностью использовать располагаемый крутящий момент двигателя без пробуксовки одного или обоих ведущих колес.
Пробуксовка колес снижает их двигательную способность, что происходит прежде всего при нахождении автомобиля на мокром, грязном, заснеженном или обледенелом дорожном покрытии и в любых других условиях, при которых колеса имеют слабое сцепление с грунтом.
Этот недостаток в меньшей степени проявляется на автомобилях с приводом на все колеса, особенно при правильном распределении располагаемого крутящего момента двигателя.
При рассмотрении характера распределения масс полноприводного автомобиля может показаться, что нагрузка на переднюю ось больше, чем на заднюю.
Если все колеса автомобиля находятся на грунте с одинаковыми сцепными свойствами, то пробуксовка менее нагруженных задних ведущих колес происходит при передаче на них крутящего момента, меньшего, чем тот, который может передаваться на передние колеса без их пробуксовки.
Для обеспечения максимальной двигательной способности колес передаваемый на них крутящий момент должен распределяться в зависимости от таких факторов, как распределение массы автомобиля по осям, ходовые качества автомобиля при разгоне, прохождение поворотов, движение на большой или малой скорости и т. п.
Оптимальное распределение крутящего момента определяется конструктором по результатам расчетов и дорожных испытаний.
МЕЖОСЕВАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ ПЕРЕДАЧА
Рассмотрим устройство планетарной передачи, используемой на автомобиле Рено 21
Она включает в себя:
коронную шестерню с 82 зубьями;
водило с 6 сателлитами;
планетарную шестерню с 28 зубьями;
Коронная шестерня является ведущим звеном передачи.
Водило является выходным звеном, связанным с передними колесами.
Планетарная шестерня связана с задним выходным валом.
Рассмотрим направления вращения элементов этой передачи при передаче крутящего момента на задние колеса.
Коронная шестерня — ведущее звено.
Водило — реактивное звено.
Планетарная шестерня — выходное звено.
Планетарная шестерня вращается в одном направлении с коронной, но со значительно большей скоростью.
Рассмотрим действие передачи при передаче момента на передние колеса.
Коронная шестерня — ведущее звено.
Планетарная шестерня — реактивное звено.
Водило — выходное звено.
Водило вращается в одном направлении с коронной шестерней, но с несколько большей скоростью.
В предыдущих случаях планетарная передача не увеличивает крутящий момент, т.к. в обоих рассмотренных случаях скорость вращения выходных звеньев передачи выше скорости входных.
Скорость вращения заднего выходного звена увеличивается в 2,928 раза.
Скорость вращения переднего выходного звена увеличивается в 1,518 раза.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
Рассмотрим характер распределения крутящего момента на следующем примере.
Приложим некоторый крутящий момент и измерим получаемый момент на каждом из выходных валов.
При движении автомобиля водило и планетарная шестерня вращаются.
На передние колеса крутящий момент передается от водила, а на задние — от планетарной шестерни.
Если моменты сопротивления на переднем и заднем выходных звеньях взаимно уравновешены, весь узел вращается без относительного перемещения между элементами планетарной передачи.
Выходные валы вращаются со скоростью вращения входного вала.
Нарушение взаимного равновесия моментов сопротивления вызывает относительное движение звеньев планетарной передачи.
Вал, который передает момент сопротивления, нарушающий равновесие, начинает вращаться с большей скоростью, чем другой выходной вал.
Такая возможность относительного движения звеньев передачи оказывает положительное воздействие при прохождении поворотов, поскольку в них передние и задние колеса проходят неодинаковые пути, и использование планетарной передачи предотвращает возникновение напряжений в узлах трансмиссии.
НЕДОСТАТКИ ПЛАНЕТАРНОЙ ПЕРЕДАЧИ
На автомобиле с двумя дифференциалами обычного типа потеря сцепления с грунтом одного из ведущих колес вызывает снижение тяговых усилий.
При снятии момента сопротивления с одного из выходных валов планетарной передачи крутящий момент передается выходным валом, связанным с дифференциалом и с колесом, не имеющим сцепления с грунтом.
Скорость вращения этого колеса увеличивается планетарной передачей и дифференциалом.
При отсутствии момента сопротивления на планетарной шестерне происходит «утечка» крутящего момента через эту шестерню к буксующему колесу.
В результате происходит потеря тяговой способности при пробуксовке только одного колеса.
Для предотвращения потери тяговой способности вследствие плохого сцепления с грунтом одного из колес выходные звенья планетарной передачи соединяются между собой вязкостной муфтой.
ВЯЗКОСТНАЯ МУФТА
Вязкостная муфта служит для предотвращения чрезмерного увеличения скорости вращения одного из выходных валов планетарной передачи относительно другого вала.
Муфта дает возможность относительного вращения между выходными валами.
Она обеспечивает распределение крутящего момента в дополнение к выполняемому планетарной передачей.
Устройство вязкостной муфты
Муфта выполнена в виде герметичного узла.
Она состоит из:
– стального корпуса;
– выходной ступицы;
– плоских стальных дисков, обеспечивающих связь между корпусом и выходной ступицей.
Одна часть дисков жестко связана с корпусом, а другая — со ступицей.
Передача вращения и крутящего момента осуществляется посредством рабочей жидкости на силиконовой основе.
В рассматриваемой схеме корпус вязкостной муфты соединен с водилом планетарной передачи, а ступица муфты жестко связана с планетарной шестерней шлицевым соединением.
РАБОТА ВЯЗКОСТНОЙ МУФТЫ
стальных дисках муфты, жестко связанных с ее корпусом, выполнены отверстия.
В стальных дисках, связанных со ступицей муфты, выполнены прорези.
Корпус муфты заполняется силиконовой рабочей жидкостью так, чтобы оставался небольшой воздушный объем.
Появление разности скоростей вращения между передним и задним выходными валами планетарной передачи вызывает относительное перемещение между дисками вязкостной муфты, в результате чего возникает напряжение сдвига в рабочей жидкости между дисками с отверстиями и дисками с прорезями.
Напряжение сдвига в жидкости вызывает ее нагрев, в результате чего происходит ее тепловое расширение и повышение давления в корпусе муфты.
Под действием давления диски сближаются, сила сцепления между ними возрастает, разность их скоростей вращения уменьшается, «утечка» крутящего момента прекращается и происходит его равномерное распределение.
В случае потери сцепления с грунтом одного из колес разность скоростей вращения дисков вызывает значительное напряжение сдвига в рабочей жидкости, температура жидкости быстро повышается, что вызывает рост давления, которое может иногда достигать 120 бар.
Под действием высокого давления диски прижимаются друг к другу, как в обычном сухом сцеплении, их относительное вращение прекращается. Такое заблокированное состояние муфты, называемое «пиковым» («HUMP»), соответствует предельному режиму ее работы. Неоднократное повторение такого режима приведет к повреждению муфты.
В рассматриваемой схеме при блокировке вязкостной муфты всякое относительное движение звеньев планетарной передачи прекращается, и крутящий момент полностью передается только через один из выходных валов планетарной передачи, т.к. его «утечка» также прекращается.
Следовательно, вязкостная муфта дополняет действие планетарной передачи в распределении располагаемого крутящего момента.
При прекращении относительного перемещения деталей вязкостной муфты температура рабочей жидкости снижается, давление падает, и муфта снова переходит в режим вязкостного сцепления.
РАБОТА ТРАНСМИССИИ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ
Снижение скорости вращения входного вала оказывает положительное воздействие, т.к. при этом торможение двигателем усиливается благодаря тому, что разность скоростей вращения выходных валов обеспечивается планетарной передачей.
При использовании вязкостной муфты, дополняющей действие планетарной передачи, трансмиссия работает иначе.
Вязкостная муфта предотвращает превышение скорости вращения одного из выходных валов относительно другого как при уменьшении, так и при увеличении крутящего момента.
Возможность блокировки одного из колес снижается благодаря распределению крутящего момента между передними и задними ведущими колесами.
БЛОКИРОВКА ДИФФЕРЕНЦИАЛА
В некоторых особо сложных дорожных условиях, например, когда два колеса с одной стороны автомобиля находятся на грунте с хорошим сцеплением, а два других — на поверхности, покрытой жидкой грязью, тяговая способность снижается и находящиеся на грязном грунте колеса буксуют.
Для повышения двигательной способности колес используется блокировка дифференциала.
При этом, как показано на представленной схеме, с помощью скользящей муфты устанавливается жесткая связь между правой полуосевой шестерней и ведомой шестерней главной передачи.
ВНИМАНИЕ:
При включенной блокировке дифференциала оба задних колеса вращаются с одинаковой скоростью.
Не пользуйтесь блокировкой дифференциала при движении по грунту с хорошими сцепными свойствами.
Комментарии
Пока нет комментариев