Принцип работы двухтактного двигателя

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух этапов: сжатие и рабочий ход.

Сжатие. Основными положениями поршня являются верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ). Двигаясь от НМТ к ВМТ, поршень поочередно перекрывает сначала продувочное, а затем выпускное окно, после чего газ, находящийся в цилиндре, начинает сжиматься. При этом через впускное окно в кривошипную камеру поступает свежая горючая смесь, которая будет использована в последующем сжатии.

Рабочий ход. После того, как горючая смесь максимально сжата, она воспламеняется при помощи электрической искры, образуемой свечой. При этом температура газовой смеси резко возрастает и объем газа стремительно растет, осуществляя давление, при котором поршень начинает движение к НМТ. Опускаясь, поршень открывает выпускное окно, при этом продукты горения горючей смеси выбрасываются в атмосферу. Дальнейшее движение поршня приводит к сжатию свежей горючей смеси и открытию продувочного отверстия, через которое горючая смесь поступает в камеру сгорания.

Основным недостатком двухтактного двигателя является большой расход топлива, причем часть топлива не успевает принести пользу. Это связано с наличием момента, при котором продувочное и выпускное отверстие одновременно открыты, что приводит к частичному выбросу горючей смеси в атмосферу. Еще идёт постоянный расход масла, так как 2х тактные двигатели работают на смеси бензина и масла. Очередное неудобство - в необходимости постоянно готовить топливную смесь. Главными преимуществами двухтактного двигателя остаются его меньшие размеры и вес по сравнению с 4х тактным аналогом, но размеры силовой техники позволяют использовать на них 4х тактные двигатели и испытывать намного меньше хлопот в ходе эксплуатации. Так что уделом 2х тактных моторов осталось различное моделирование, в частности, авиамоделирование, где даже лишних 100г имеют значение.

 

13. Порядок работы 2-х тактного 6 цилиндрового однорядного двигателя

Порядок работы цилиндров двигателя - последовательность, с которой чередуются одноименные такты в разных цилиндрах. Полный рабочий цикл 2-х тактного двигателя проходит за один оборот коленвала. В градусах это равно 360. Порядок работы 6 цилиндрового рядного двигателя 1-5-3-6-2-4. При вращении вала поршни первого и шестого цилиндров, пятого и второго и третьего и четвертого, кривошипы которых расположены в одинаковых плоскостях, перемещаются попарно навстречу один другому и одновременно приходят в мертвые точки. Такты в цилиндрах смещены один относительно другого на 1/3 оборота коленчатого вала.

14. Чем отличаются рабочие циклы бензинового и дизельного двигателей

Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя существенно различаются по способу смесеобразования и воспламенения рабочей смеси. Основное отличие состоит в том, что в цилиндр дизеля при такте впуска поступает не горючая смесь, а воздух, который из–за большой степени сжатия нагревается до высокой температуры, а затем в него впрыскивается мелкораспылённое топливо, которое под действием высокой температуры воздуха самовоспламеняется.

 

15. Чем отличаются рабочие циклы 2-х тактного и 4-х тактного двигателей

Рабочий цикл 4-х тактного двигателя состоит из четырех тактов: впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска. При впуске поршень опускается из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю (НМТ). При этом с помощью кулачков распределительного вала открывается впускной клапан, через который в цилиндр засасывается топливная смесь.При обратном ходе поршня (из НМТ в ВМТ) происходит сжатие топливной смеси, сопровождающееся ростом ее температуры.Перед самым концом сжатия между электродами свечи загорается искра, поджигающая топливную смесь, которая, сгорая, образует горючие газы, толкающие поршень вниз. Происходит рабочий ход, при котором совершается полезная работа.После перехода поршня НМТ открывается выпускной клапан, позволяя двигающемуся вверх поршню вытолкнуть отработавшие газы из цилиндра. Происходит выпуск. В верхней мертвой точке выпускной клапан закрывается, и цикл повторяется снова.

Рабочий цикл 2-х тактного двигателя состоит из двух тактов: сжатия и расширения (рабочего хода). Впуск топливной смеси и выпуск отработанных газов, которые в 4-х тактных двигателях совершаются в отдельных тактах, в 2-х тактных происходят во время сжатия и расширения. При сжатии поршень двигается из нижней мертвой точки в верхнюю. После того как перекроется сначала продувочное окно, через которое в цилиндр поступает топливная смесь, а затем выпускное, через которое выходят отработавшие газы, начинается сжатие воздушно-бензиновой смеси. Одновременно с этим в кривошипной камере создается разрежение, засасывающее из карбюратора следующую порцию топлива. При подходе поршня к верхней мертвой точке смесь воспламеняется от искры свечи, и образовавшиеся газы толкают поршень вниз, вращая коленвал и производя полезную работу. В кривошипной камере при рабочем ходе повышается давление, сжимающее топливную смесь, попавшую туда в предыдущем такте. При достижении верхней поверхности поршня (его уплотнительного кольца) выпускного окна, последнее открывается, выпуская отработавшие газы в глушитель. При дальнейшем движении поршень открывает продувочное окно, и находящаяся под давлением в кривошипной камере топливная смесь поступает в цилиндр, вытесняя остатки отработавших газов (осуществляя продувку) и заполняя надпоршневое пространство. При переходе поршня нижней мертвой точки рабочий цикл повторяется.

16. Общее устройство многоцилиндровых двигателей

При рассмотрении работы четырехтактного двигателя можно выяснить, что из четырех его тактов поршень совершает работу под действием силы давления газов только за такт рабочего хода, а для осуществления ос; тальных трех тактов (подготовительных) необходимо затратить некоторую работу. Поэтому в одноцилиндровом двигателе работа получается неравномерной: коленчатый вал двигателя ускоряет вращение за такт расширения и замедляет его во время остальных трех тактов. Для большей равномерности работы одноцилиндрового двигателя на его коленчатом валу устанавливают тяжелый маховик, который ускоряет свое вращение вместе с коленчатым валом, за рабочий ход поршня, а затем, вращаясь по инерции, через коленчатый вал и шатун заставляет поршень совершить три остальных такта — выпуск, впуск и сжатие. В одноцилиндровом четырехтактном двигателе один рабочий ход приходится на два оборота коленчатого вала, поэтому для получения равномерного вращения коленчатого вала необходим очень большой маховик, значительно увеличивающий вес двигателя. Кроме того, мощность двигателя зависит от его рабочего объема, то есть от величины диаметра цилиндра и хода поршня. Чем больше рабочий объем цилиндра, тем больше получаемая мощность. Следовательно, для получения в одноцилиндровом двигателе большей мощности диаметр цилиндра и ход поршня его пришлось бы взять очень большими. Однако такой большой рабочий объем можно создать не в одном большом цилиндре, а в нескольких цилиндрах с меньшим диаметром и ходом поршней, передающих работу на общий коленчатый вал. Это значительно уменьшит общий вес двигателя, работа такого двигателя будет равномернее, а маховик потребуется значительно легче. Действительно, в много-Цилиндровом двигателе рабочие ходы поршней чередуются значительно чаще; при этом рабочий ход в одном Цилиндре совпадает с нерабочими ходами поршней в Других цилиндрах и работа двигателя становится тем равномернее, чем больше число цилиндров.

Кроме того, в работающем многоцилиндровом двигателе значительно меньше будут неуравновешенны. силы инерции движущихся частей, передаваемые на раму автомобиля, то есть такой двигатель лучше уравновешен. Современные автомобильные двигатели выпускаются многоцилиндровыми, что позволяет получать большую мощность при минимальном весе, достаточную равномерность работы и лучшую уравновешенность.

Многоцилиндровые двигатели по расположению цилиндров разделяются в основном на две группы: однорядные с вертикально расположенными цилиндрами и двухрядные с наклонными цилиндрами в виде буквы V.

29. Устройство и работа масляных фильтров смазочной системы двигателя.

Работа:

· Когда двигатель у нас заведен масляный насос под давлением закачивает масло в масляный фильтр через отверстия располагаемые по кругу.

· Под действием давления резинка, представляющая из себя, обратный клапан отгибается, и масло попадает внутрь масляного фильтра между корпусом и фильтрующим элементом.

· Проходя сквозь фильтрующий элемент, масло очищается и попадает во внутреннюю полость фильтра, после чего выходит через выходное отверстие и направляется далее в двигатель для смазывания всех трущихся деталей.

· Когда масло слишком густое или забьется фильтрующий элемент, чтобы все-таки обеспечить двигатель смазкой открывается перепускной клапан. Масло помимо фильтрующего элемента проходит внутрь фильтра, а далее в двигатель, не проходя очистку, а напротив смывает всю ранее накопившуюся грязь.

· После того как мы заглушили двигатель насос у нас перестал закачивать масло в фильтр. Обратный клапан принимает свое привычное состояние, тем самым предотвращая вытекание масла обратно из масляных каналов головки и блока двигателя. Что позволяет при следующем запуске двигателя обеспечить своевременную подачу масла к трущимся деталям, уменьшая их износ.

Устройство:

1 – входные отверстия для масла. 2 – выходное отверстие. 3 - корпус масляного фильтра. 4 – фильтрующий элемент. 5 – пружина. 6 – перепускной клапан. 7 – обратный клапан. 8 – уплотнительное кольцо.

 

30. Назначение и общее устройство системы питания бензинового двигателя.

Назначение:

Система питания двигателя предназначена для приготовления рабочей смеси из топлива и воздуха. Система питания обеспечивает хранение, очистку, а также подачу топлива для приготовления горючей смеси. Система питания так же обеспечивает подачу очищенного воздуха и удаление отработавших газов из цилиндра двигателя.

Устройство:

Топливный насос, воздушный фильтр, карбюратор, рукоятка управления воздушной заслонки, рукоятка управления дроссельной заслонкой, педаль управления дроссельной заслонкой (педаль акселератора),

топливопроводы, указатель уровня топлива, поплавковый датчик указателя уровня топлива, топливный бак,

кран, фильтр-отстойник, глушитель, приемные трубы глушителя, выпускной коллектор двигателя, выхлопная труба.

 

31. Назначение и общее устройство системы питания дизельного двигателя.

Назначение:

Система питания дизельного двигателя предназначена для подачи очищенного воздуха и порций топлива в цилиндр двигателя. В отличие от системы питания карбюраторного двигателя, в дизельном двигателе приготовление горючей смеси происходит непосредственно в цилиндре, а воздух и топливо подаются по отдельности. Рассмотрим устройство (Рисунок 3) и принцип работы системы питания дизельного двигателя.

Устройство:

Воздушный фильтр, сливная трубка, форсунка, топливопровод высокого давления, фильтр грубой очистки топлива, фильтр тонкой очистки топлива, датчик указателя уровня топлива, топливомерная трубка, топливные баки, расходный кран, сливной кран, топливоподкачивающий насос, трубка перепуска топлива, топливный насос высокого давления.

 

32. Устройство и работа простейшего карбюратора.

Простейший карбюратор - имеет две взаимосвязанные камеры: поплавковую и смесительную. Поплавковая камера представляет собой резервуар, внутри которого подвешен на оси пустотелый поплавок. Над поплавком расположен игольчатый клапан, перекрывающий доступ топливу из топливного насоса в камеру. По мере наполнения камеры топливом поплавок всплывает и, когда топливо достигнет необходимого уровня, закрывает клапан. Если уровень понизится, поплавок сейчас же опустится, клапан откроется и топливо вновь начнет поступать в поплавковую камеру. Так при помощи поплавкового устройства в карбюраторе поддерживается необходимый уровень топлива. Он должен быть на 1,5—2 мм ниже выходного отверстия — устья распылителя. При таком уровне топливо не вытекает из распылителя, когда двигатель не работает, но при возникновении в смесительной камере меньшего давления, чем в поплавковой камере, начинает поступать в смесительную камеру.

В смесительной камере происходит образование горючей смеси. Эта камера состоит из корпуса, в котором расположены диффузор, трубка-распылитель с жиклером и заслонка-дроссель. Сверху в смесительную камеру поступает воздух. Своей нижней частью камера соединена с впускным трубопроводом, через который горючая смесь проходит в камеру сгорания и заполняет цилиндр. Наибольшая скорость движения воздуха в смесительной камере будет в самом узком ее месте — диффузоре, в центре которого расположено устье распылителя. Жиклер — это пробка с калиброванным (точного размера) отверстием, строго ограничивающим выход топлива из "поплавковой камеры через распылитель в смесительную камеру.

 

Действует простейший карбюратор так. Во время такта впуска, когда в цилиндре двигателя, а следовательно, и в смесительной камере карбюратора создается разрежение, из распылителя фонтанирует топливо. Сильный поток воздуха, возникающий при этом в смесительной камере, подобно тому как это происходит в пульверизаторе, подхватывает струйку топлива, распыляет ее и уносит в цилиндр. Так образуется горючая смесь. По пути в цилиндр и даже в самом цилиндре происходит испарение частичек топлива, смесь становится парообразной. В цилиндре горючая смесь, перемешиваясь с остатками отработавших газов, образует так называемую рабочую смесь. Однако простейший карбюратор не в состоянии достаточно хорошо обеспечить работу двигателя. В зависимости от теплового состояния двигателя (холодный он или прогретый) и режима его работы состав смеси должен изменяться: например, для пуска и прогрева холодного двигателя нужна богатая горючая смесь, так как часть топлива оседает на холодных стенках цилиндров и, таким образом, не используется при горении. Поэтому если смесь не будет иметь избытка топлива, ее будет трудно воспламенить. При средних нагрузках двигатель должен получать обедненную смесь, т. е. иметь некоторый избыток воздуха, обеспечивающий наиболее полное сгорание топлива, благодаря чему уменьшается его расход. Когда от двигателя требуется наибольшая мощность (при большей нагрузке), смесь должна быть обогащенной. На малых оборотах (холостом ходу) двигателю также необходим обогащенный состав смеси, так как в цилиндры она поступает в не большем количестве. Для того чтобы приготовить горючую смесь наиболее благоприятного состава в зависимости от условий работы двигателя, необходимо оборудовать карбюратор целым рядом дополнительных устройств. У современного карбюратора, помимо поплавковой и смесительной камер с диффузором и дросселем, имеются: пусковое устройство, система холостого хода, главная дозирующая система, ускорительный насос, экономайзер.

41 Назначение и устройство трансмиссии автомобиля. Во время движения авто водитель или автоматический регулятор, постоянно изменяя подачу топлива в двигатель, расширяет диапазон его устойчивой работы. Но и такое расширение оказывается недостаточным.

Назначение трансмиссии авто. В реальных условиях эксплуатации автомобиля внешние силы сопротивления движению изменяются в 20 и более раз. Следовательно, абсолютная величина крутящего момента автомобильного двигателя оказываются обычно в 10...30 меньше того, что необходимо подводить к ведущим колесам автомобиля для его устойчивого движения в реальных условиях эксплуатации.

 Частота вращения двигателя, конечно, намного больше чем та, с которой обращаются ведущие колеса даже при максимальной скорости автомобиля. Следовательно, непосредственная связь коленчатого вала двигателя с ведущими колесами невозможен. Для приспособления двигателя к внешним условиям движения автомобиля между двигателем и ведущими колесами необходимо установить трансмиссию.

Трансмиссия предназначена для связи двигателя с ведущими колесами автомобиля, а также для изменения на них крутящего момента и частоты вращения в соответствии с внешних сил сопротивления и скорости движения авто.

По способу передачи крутящего момента трансмиссии современных автомобилей делятся на механические, гидравлические, электрические и комбинированные (гидромеханические, электромеханические), а по характеру его изменения они могут быть ступенчатыми и бесступенчатым. По способу управления трансмиссии бывают неавтоматические, автоматические и автоматизированные (полуавтоматические).

42 трансмиссии автомобиля. Сцепление предназначено для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии и плавного их соединения при переключении передач, а также предохранения элементов трансмиссии от перегрузок и гашения колебаний. Сцепление автомобиля располагается между двигателем и коробкой передач.

В зависимости от конструкции различают следующие типы сцепления:

фрикционное сцепление;

гидравлическое сцепление;

электромагнитное сцепление.

Фрикционное сцепление передает крутящий момент за счет сил трения. В гидравлическом сцеплении связь обеспечивается за счет потока жидкости. Электромагнитное сцепление управляется магнитным полем.

Самым распространенным типом сцепления является фрикционное сцепление. Различает следующие виды фрикционного сцепления:

 однодисковое сцепление;

двухдисковое сцепление;

многодисковое сцепление.

В зависимости от состояния поверхности трения сцепление может быть сухое и мокрое. В сухом сцеплении используется сухое трение между дисками. Мокрое сцепление предполагает работы дисков в жидкости.

На современных автомобилях устанавливается в основном сухое однодисковое сцепление. Однодисковое сцепление имеет следующее устройство:

маховик;

картер сцепления;

нажимной диск;

ведомый диск;

диафрагменная пружина;

подшипник выключения сцепления;

муфта выключения;

вилка сцепления.

43 Назначение коробки передач.

Коробка передач служит для изменения в широком диапазоне крутящего момента, передаваемого от двигателя на ведущие колеса автомобиля при трогании с места и его разгоне. Помимо этого коробка передач обеспечивает автомобилю движение задним ходом и позволяет длительно разъединять двигатель и ведущие колеса, что необходимо при работе двигателя на холостом ходу во время движения или при стоянке автомобиля.

На современных автомобилях применяют преимущественно механические ступенчатые коробки передач с зубчатыми шестернями. Количество передач переднего хода обычно равно четырем или пяти, не считая передачи заднего хода.

Переключение передач в них осуществляется передвижением шестерен, которые входят поочередно в зацепление с другими шестернями, или блокировкой шестерен на валу с помощью синхронизаторов. Синхронизаторы выравнивают частоту вращения включаемых шестерен и блокируют одну из них с ведомым валом. Управление передвижением шестерен или синхронизаторов осуществляет водитель при выключенном сцеплении. В зависимости от числа передач переднего хода коробки передач бывают трехступенчатыми, четырехступенчатыми и т. д.

Схема работы коробки передач.

 1 - первичный вал; 2 - рычаг переключения передач; 3 - механизм переключения передач; 4 - вторичный вал;

 5 - сливная пробка; 6 - промежуточный вал; 7 - картер коробки передач

Коробка передач состоит из:

картера,

первичного, вторичного и промежуточного валов с шестернями,

дополнительного вала и шестерни заднего хода,

синхронизаторов,

механизма переключения передач с замковым и блокировочным устройствами,

рычага переключения.

Картер содержит в себе все основные узлы и детали коробки передач. Он крепится к картеру сцепления, который, в свою очередь, закреплен на двигателе. Так как при работе шестерни коробки передач испытывают большие нагрузки, то они должны хорошо смазываться. Поэтому картер наполовину своего объема залит трансмиссионным маслом (в некоторых моделях автомобилей применяется моторное масло).

Валы коробки передач вращаются в подшипниках, установленных в картере, и имеют наборы шестерен с различным числом зубьев.

Синхронизаторы необходимы для плавного, бесшумного и безударного включения передач, путем уравнивания угловых скоростей вращающихся шестерен.

Механизм переключения передач служит для смены передач в коробке и управляется водителем с помощью рычага из салона автомобиля. При этом замковое устройство не позволяет включаться одновременно двум передачам, а блокировочное устройство удерживает передачи от самопроизвольного выключения.

44 Карданная передача является частью трансмиссии автомобиля. Она передает крутящий момент между агрегатами, оси валов которых не совпадают.

Карданная передача открытая, двойная, с шарнирами неравных угловых скоростей; состоит из четырех карданных валов.

Карданный вал (рис. 85) состоит из вала, скользящей вилки, двух крестовин (шарниров), двух фланцев-вилок, уплотнений, деталей крепления. Вал изготовлен из трубы, сварной. Наружные диаметры труб валов различны. К валу с одной стороны приваривается неподвижная вилка шарнира, а с другой — шлицевая втулка, соединенная со скользящей вилкой шарнира.

Все шарниры состоят из неподвижной или скользящей вилки, фланцев вилки, крестовины, игольчатых подшипников, сальников подшипников, деталей крепления.

Шлипевое соединение обеспечивает необходимое изменение рабочей длины вала при движении автомобиля.

Карданные валы необходимо собирать таким образом, чтобы их неподвижные и скользящие вилки располагались в одной плоскости. Для этой цели на шлицевых втулках карданных валов и на скользящих вилках выбиты стрелки (риски). Необходимо совмещать эти стрелки на одной линии.

Карданные валы переднего, промежуточного и заднего мостов балансируются приваркой балансировочных пластин, а основной карданный вал балансируется накладыванием балансировочных пластин под стопорную пластину болтов крепления опорной пластины в вилках.

№45

Современные модели автомобилей имеют в своем арсенале, как правило, несколько двигателей – как бензиновых, так и дизельных. Двигатели различаются по мощности, величине крутящего момента, частоте вращения коленчатого вала. С разными двигателями применяются и разные коробки передач: механика, робот, вариатори конечно автомат.

 

Адаптация коробки передач к конкретному двигателю и автомобилю осуществляется с помощью главной передачи, имеющей определенное передаточное число. В этом основное предназначение главной передачи автомобиля.

Конструктивно главная передача представляет собой зубчатый редуктор, который обеспечивает увеличение крутящего момента двигателя и уменьшение частоты вращения ведущих колес автомобиля.

На преднеприводных автомобиля главная передача расположена вместе с дифференциалом в коробке передач. В автомобиле с задним приводом ведущих колес главная передача помещена в картер ведущего моста, где кроме нее находится и дифференциал. Положение главной передачи в автомобилях с полным приводом зависит от типа привода, поэтому может быть как в коробке передач, так и в ведущем мосту.

В зависимости от числа ступеней редуктора главная передача может быть одинарной или двойной. Одинарная главная передача состоит из ведущей и ведомой шестерен. Двойная главная передача состоит из двух пара шестерен и применяется в основном на грузовых автомобилях, где требуется увеличение передаточного числа. Конструктивно двойная главная передача может выполняться центральной или разделенной. Центральная главная передача компонуется в общем картере ведущего моста. В разделенной передаче ступени редуктора разнесены: одна располагается в едущем мосту, другая – в ступице ведущих колес.

Вид зубчатого соединения определяет следующие типы главной передачи:

· цилиндрическая;

· коническая;

· гипоидная;

· червячная.

Цилиндрическая главная передача применяется на переднеприводных автомобилях, где двигатель и коробка передач расположены поперечно. В передаче используются шестерни с косыми и шевронными зубьями. Передаточное число цилиндрической главной передачи находится в пределах 3,5-4,2. Дальнейшее увеличение передаточного числа приводит к увеличению габаритов и уровня шума.

В современных конструкциях механической коробки передач применяется несколько вторичных валов (два и даже три), на каждом из которых устанавливается своя ведущая шестерня главной передачи. Все ведущие шестерни имеют зацепление с одной ведомой шестерней. В таких коробках главная передача имеет несколько значений передаточных чисел. По такой же схеме устроена главная передача роботизированной коробки передач DSG.

На пререднеприводных автомобилях может производиться замена главной передачи, являющаяся составной частью тюнинга трансмиссии. Это приводит к улучшению разгонной динамики автомобиля и снижению нагрузки на сцепление и коробку передач.

Коническая, гипоидная и червячная главные передачи применяются на заднеприводных автомобилях, где двигатель и коробка передач расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось необходимо передать под прямым углом.

Из всех типов главной передачи заднеприводных автомобилей самой востребованной является гипоидная главная передача, которую отличает меньшая нагрузка на зуб и низкий уровень шума. Вместе с тем, наличие смещения в зацеплении зубчатых колес приводит к повышению трения скольжения и, соответственно, снижению КПД. Передаточное число гипоидной главной передачи составляет: для легковых автомобилей 3,5-4,5, для грузовых автомобилей 5-7.

Коническая главная передача применяется там, где не важны габаритные размеры и не ограничен уровень шума. Червячная главная передача ввиду трудоемкости изготовления и дороговизне материалов в конструкции трансмиссии автомобиля практически не применяется.

 

Дифференциал предназначен для передачи, изменения и распределения крутящего момента между двумя потребителями и обеспечения, при необходимости, их вращения с разными угловыми скоростями.

Дифференциал является одним из основных конструктивных элементов трансмиссии. Расположение дифференциала в трансмиссии автомобиля:

· в заднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере заднего моста;

· в переднеприводном автомобиле для привода ведущих колес – вкоробке передач;

· в полноприводном автомобиле для привода ведущих колес – в картере переднего и заднего мостов;

· в полноприводном автомобиле для привода ведущих мостов – враздаточной коробке.

Дифференциалы, используемые для привода ведущих колес, называются межколесными. Межосевой дифференциал устанавливается между ведущими мостами полноприводного автомобиля.

Конструктивно дифференциал построен на основе планетарного редуктора. В зависимости от вида зубчатой передач, используемой в редукторе, различают следующие виды дифференциалов:

· конический;

· цилиндрический;

· червячный.

Конический дифференциал применяется в основном в качестве межколесного дифференциала. Цилиндрический дифференциал устанавливается чаще между осями полноприводных автомобилей. Червячный дифференциал, ввиду своей универсальности, может устанавливаться как между колесами, так и между осями.

Устройство дифференциала рассмотрено на примере самого распространенного конического дифференциала. Составные части дифференциала являются характерными и для других видов дифференциалов. Конический дифференциал имеет следующее общее устройство:

· корпус;

· сателлиты;

· полуосевые шестерни.

http://systemsauto.ru/transmission/shema_differential.html

Схема дифференциала

Корпус (другое наименование – чашка дифференциала) воспринимает крутящий момент от главной передачи и передает его через сателлиты на полуосевые шестерни. На корпусе жестко закреплена ведомая шестерня главной передачи. Внутри корпуса установлены оси, на которых вращаются сателлиты.

Сателлиты, играющие роль планетарной шестерни, обеспечивают соединение корпуса и полуосевых шестерен. В зависимости от величины передаваемого крутящего момента в конструкции дифференциала используется два или четыре сателлита. В легковых автомобилях применяется, как правило, два сателлита.

Полуосевые шестерни (солнечные шестерни) передают крутящий момент на ведущие колеса через полуоси, с которыми имеют шлицевое соединение. Правая и левая полуосевые шестерни могут иметь равное или различное число зубьев. Шестерни с равным числом зубьев образуют симметричный дифференциал, тогда как неравное количество зубьев характерно для несимметричного дифференциала.

Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент по осям в равных соотношениях, независимо от величины угловых скоростей ведущих колес. Благодаря этим свойствам симметричный дифференциал используется в качестве межколесного дифференциала.

Несимметричный дифференциал делит крутящий момент в определенном соотношении, поэтому устанавливается между ведущими осями автомобиля.

Работа дифференциала

В работе симметричного межколесного дифференциала можно выделить три характерных режима:

· прямолинейное движение;

· движение в повороте;

· движение по скользкой дороге.

При прямолинейном движении колеса встречают равное сопротивление дороги. Крутящий момент от главной передачи передается на корпус дифференциала, вместе с которым перемещаются сателлиты. Сателлиты, обегая полуосевые шестерни, передают крутящий момент на ведущие колеса в равном соотношении. Так как сателлиты на осях не вращаются, полуосевые шестерни движутся с равной угловой скоростью. При этом частота вращения каждой из шестерен равна частоте вращения ведомой шестерни главной передачи.

При движении в повороте внутреннее ведущее колесо (расположенное ближе к центру поворота) встречает большее сопротивление, чем наружное колесо. Внутренняя полуосевая шестерня замедляется и заставляет сателлиты вращаться вокруг своей оси, которые в свою очередь увеличивают частоту вращения наружной полуосевой шестерни. Движение ведущих колес с разными угловыми скоростями позволяет проходить поворот без пробуксовки. При этом, в сумме частоты вращения внутренней и наружной полуосевых шестерен всегда равна удвоенной частоте вращения ведомой шестерни главной передачи. Крутящий момент, независимо от разных угловых скоростей, распределяется на ведущие колеса в равном соотношении.

При движении по скользкой дороге одно из колес встречает большее сопротивление, тогда как другое проскальзывает - буксует. Дифференциал, в силу своей конструкции, заставляет вращаться буксующее колесо с увеличивающейся скоростью. Другое колесо при этом останавливается. Сила тяги на буксующем колесе, по причине низкой силы сцепления, мала, поэтому и крутящий момент на этом колесе тоже мал. А так как дифференциал у нас симметричный, то на другом колесе крутящий момент тоже будет небольшим. Тупиковая ситуация – автомобиль не может сдвинуться с места.

Для продолжения движения необходимо увеличить крутящий момент на свободном колесе. Это осуществляется с помощью блокировки дифференциала.

На примере дифференциала переднеприводного автомобиля

Схема подготовлена по материалам Volkswagen AG

 

1. ведомая шестерня главной передачи

2. фрагмент ведущей шестерни главной передачи

3. ось сателлитов

4. сателлит

5. корпус дифференциала

6. правый фланцевый вал

7. сальник

8. конический роликовый подшипник

9. полуосевая шестерня

10. левый фланцевый вал

11. фрагмент картера коробки передач

 

№46

Полуоси

Назначение и типы

Полуосями называются валы трансмиссии, соединяющие диф­ференциал с колесами ведущего моста автомобиля.

Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

На автомобилях применяются различные типы полуосей (рис. 8.1).

Фланцевая полуось (рис. 8.2, а) представляет собой вал, кото­рый изготовлен как единое целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 7 полуоси имеет шлицы для соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Фланцевые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рис. 8.2, б) представляет собой вал, наружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепле­ния полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 7 — для связи с полуосевой шестерней дифференциала.

При движении автомобиля полуоси могут быть нагружены, кро­ме крутящего момента, изгибающими моментами от сил, дей­ствующих на ведущие колеса при прямолинейном движении, на повороте, при торможении, заносе и т.п. Нагруженность полу­осей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Полуразгруженная полуось 6 (рис. 8.2, в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего мо­ста. Полуось не только передает крутящий момент на ведущее ко­лесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля. Полу­разгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах лег­ковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъем­ности.

 

 

Разгруженная полуось 6 (рис. 8.2, г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4. В резуль­тате все изгибающие моменты воспринимаются балкой моста, а полуось передает только крутящий момент, работая на скручива­ние. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах авто­бусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъем­ности.

Хотя и считается, что разгруженная полуось нагружается толь­ко крутящим моментом, передаваемым от дифференциала к ве­дущему колесу, но это не совсем соответствует действительности. При эксплуатации возможно возникновение

изгиба разгружен­ной полуоси вследствие упругой деформации балки ведущего мо­ста, технологической несоосности ступицы колеса и полуосевой шестерни дифференциала, а также неперпендикулярности плос­кости фланца полуоси к ее оси. При этом напряжения изгиба раз­груженной полуоси могут составлять 5...7 МПа.

Установка в ведущих мостах полуразгруженных и разгружен­ных полуосей и соединение полуосей с дифференциалом и коле­сами автомобилей подробно рассмотрены в разд. 9.

Требования к полуосям

Дополнительно к общим требованиям к конструкции автомо­биля к полуосям предъявляются специальные тре­бования, в соответствии с которыми полуоси должны:

• обеспечивать передачу крутящего момента к ведущим коле­сам автомобиля без пульсации при их вращении с разными угло­выми скоростями;

• выполнять функции предохранителя при чрезмерно больших динамических нагрузках в системе механизмов привода к веду­щим колесам.

Рассмотрим указанные требования и их выполнение.

Передача