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.
Источник
Полуоси
Валы трансмиссии, соединяющие дифференциал с колесами ведущего моста автомобиля, называются полуосями. Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.
На автомобилях применяются различные типы полуосей (рисунок 1).
Рисунок 1 — Типы полуосей, классифицированных по различным признакам
Фланцевая полуось (рисунок 2, а) представляет собой вал, который изготовлен за одно целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Фланцевые полуоси получили наибольшее применение.
Бесфланцевая полуось (рисунок 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 1 — для связи с полуосевой шестерней дифференциала.
При движении автомобиля, кроме крутящего момента, полуоси могут быть нагружены 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.
Рисунок 2 — Полуоси
а — фланцевая; б — бесфланцевая; в — полуразгруженная; г — разгруженная; 1, 3 — шлицевые концы; 2 — фланец; 4 — подшипник; 5 — балка; 6 — полуось; 7 — ступица
Полуразгруженная полуось 6 (рисунок 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 (рисунок 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.
Источник
Полуоси в авто — что это и как работает виды фото принцип работы
Устройство и принцип работы полуоси в авто
Устройство полуоси таково, что эффект передачи мощности будет максимальным при любом положении колёс. Данная конструкция состоит из трех частей: наружного шарнира равных угловых скоростей (ШРУС); вала; внутреннего ШРУСа. Вал — это, грубо говоря, отрезок трубы определённой длины, к которому приварены переходники для установки ШРУС. Чтобы эти элементы не прокручивались, они оснащены специальными шлицами.
На конце переходника вал фиксируют стопорным кольцом, иначе вал при движении может выскочить из ШРУС. У легковых автомобилей привод переднего ведущего колеса выполняется наружными и внутренними шарнирами равных угловых скоростей, соединенными полуосью. Использование двух шарниров в приводе вызвано устройством независимой подвески передних колес. Внутренние шарниры отвечают за перемещение колёс при вертикальных ходах подвески, а наружные — за повороты колёс относительно вертикальной оси, что является необходимостью при изменении
Основные виды полуосей
Зависимо от конструкции полуось может быть полностью или частично разгруженной от действующих на нее изгибающих моментов.
Разгруженная полуось более характерна для транспортных средств с большой грузоподъемностью, в том числе автобусов. Такая полуось на чертеже будет выглядеть свободно установленной внутри моста деталью, а опираться на балку моста будет ступица колеса с помощью двух подшипников. В данной конструкции полуось передает исключительно крутящий момент, поскольку всю силу изгибающего воздействия на себя принимают подшипники.
Полузагруженная полуось в подавляющем большинстве случаев установлена на легковых и легкогрузовых автомобилях. Устройство полуоси данного вида отличается тем, что в ней подшипник стоит между самой полуосью и ее кожухом, причем полуось крепится непосредственно к ступице колеса. По этой причине на плече периодически возникают изгибающие моменты, которые воздействуют на полуоси в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
На переднеприводных автомобилях для передачи крутного момента от КПП к колесам устанавливаются полуоси несколько иной конструкции. Состоит такой приводной вал из оси, внутреннего и наружного ШРУСов.
Устройство приводного вала переднеприводного автомобиля.
Причины поломки полуосей
В процессе эксплуатации транспортного средства полуось постоянно работает под довольно серьезными нагрузками, среди которых:
- изгибающий момент, который появляется из-за воздействия на автомобиль силы тяжести;
- касательная реакция, возникающая при начале движения и торможении автомобиля;
- боковая сила из-за заносов машины;
- боковые нагрузки, возникающие из-за воздействия сильного бокового ветра.
Полуоси испытывают практически экстремальные нагрузки при перемещении автомобиля по грунтовым дорогам, а также по разбитым шоссе.
В процессе эксплуатации ведущего моста нужно периодически проверять состояние размещенных на полуосях подшипников. Их долговечной работы можно добиться, обеспечив полноценную защиту от проникновения грязи и жидкостей.
Поломки полуосей
Основная неисправность которую чаще всего приходится устранять — хрустящие подшипники.
Следует отметить, что полуось в большинстве моделей автомобилей считается очень надежной деталью, которая крайне редко выходит из строя. Особенно это касается машин, работающих в городском цикле. Но все же и с ними бывают проблемы.
Довольно часто причиной досрочного выхода из строя подшипников полуосей становится утечка трансмиссионного масла, происходящая из-за износа сальника полуоси. Масло при движении машины разогревается, вымывая смазку подшипников, из-за чего возрастает сила внутреннего трения и они разрушаются.
Вообще подшипники чаще всего становятся причиной поломки полуосей. Помимо заливания трансмиссионным маслом, они ломаются из-за дефектов запорных колец, а также иногда заклиниваются вследствие попадания посторонних предметов.
Порванный пыльник ШРУСа приводит к выходу из строя как весь шарнир угловой скорости так и приводной вал в целом.
От продолжительной эксплуатации полуось может разболтаться в местах крепления, вплоть до разбивания шлицов. Крайне редко, но случаются и поломки самих полуосей с разъединением на две части. Чаще всего они ломаются посередине, у шлицевой или возле подшипника.
На автомобилях с передним приводом часто рвутся пыльники ШРУСов, что в дальнейшем пагубно влияет на шарниры.
Проблемы могут быть вызваны случайностью, продолжительной или чрезмерно небрежной эксплуатацией автомобиля, непрофессиональными ремонтными работами или низким качеством самих деталей. Ремонт чаще всего осуществляется через замену полуоси, подшипников или прочих элементов механизма.
Разгруженные и полуразгруженные полуоси
Общее описание
Мосты по конструкции полуосей подразделяются на две категории:
1. Мосты с полуразгруженными полуосями;
2. Мосты с разгруженными полуосями.
Полуразгруженные полуоси
В схеме с полуразгруженной полуосью, полуось передает и крутящий момент и воспринимает поперечные нагрузки и вес автомобиля.
Применяется обычно на легковых автомобилях, где нагрузка на ось невелика.
Плюсы:
более простая конструкция;
меньший вес
Минусы:
меньшая нагрузочная способность;
при поломке полуоси, колесо просто отделяется от автомобиля, со всеми вытекающими последствиями
В схеме с разгруженной полуосью, полуось передает только крутящий момент и не воспринимает поперечные нагрузки и вес автомобиля.
Применяется обычно на грузовиках, где нагрузка на ось велика.
Плюсы:
большая нагрузочная способность;
при поломке полуоси ее можно просто вынуть (если это полноприводный автомобиль — можно продолжить движение на одном мосту)
Минусы:
более сложная конструкция;
больший вес
Источник
Назначение и типы полуосей
Вращающий момент от полуосевых шестерен дифференциала к ведущим колесам передается валами, называемыми полуосями. Помимо вращающего момента, полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действующих на ведущее колесо. Такими силами являются реакция дороги F от вертикальной нагрузки, приходящейся на колесо 1 (рис. а), сила тяги Р (или тормозная сила при торможении), боковая сила Т, возникающая при повороте и заносе. В зависимости от способа установки полуоси могут быть полностью или частично разгружены от изгибающих моментов, возникающих под действием перечисленных сил на расстояниях с и г соответственно.
Полностью разгруженная полуось 4 (рис. б) внутренним концом установлена на шлицах в полуосевой шестерне дифференциала, корпус которого опирается на подшипники, а наружным при помощи фланца соединена со ступицей колеса. Ступица 5 с колесом установлена на двух подшипниках 2 на балке моста 3. При такой установке полуось передает только вращающий момент, а все изгибающие моменты воспринимаются через подшипники балкой моста, что облегчает условия работы полуоси. Полностью разгруженные полуоси применяются на транспортных колесных машинах средней и большой грузоподъемности.
В приводе управляемых ведущих колес к карданному шарниру равных угловых скоростей 19 вращающий момент подводится от дифференциала внутренней полуосью 6. Наружная полуось 23 имеет фланец, от которого момент передается на ступицу 2 колеса. Ступица колеса установлена наповоротной цапфе 22 с помощью двух конических роликовых подшипников 1, передающих на цапфу все изгибающие моменты от указанных выше сил. Цапфа со своим корпусом 4 установлена на шкворневых пальцах 21 с подшипниками 5, жестко закрепленных на наконечниках балки 7 моста. Полуоси 6 и 23 нагружены только вращающим моментом.
Если полуось наружным концом непосредственно опирается на подшипники 2 (см. а), установленные в балке моста, то она воспринимает изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил и, кроме того, передает вращающий момент на ведущее колесо. Полуоси такого типа называются полуразгруженными. Они обычно применяются только на легковых автомобилях. На полноприводных колесных машинах используются почти исключительно полностью разгруженные полуоси.
На быстроходных гусеничных машинах механизмы поворота, служащие для управления движением, включены в трансмиссию, так как через них передается вращающий момент от двигателя к ведущим колесам.
Источник
