Ведущие и ведомые колеса автомобиля

Ведущие колеса

Ведущими называют колеса, на которые передается крутящий момент от трансмиссии через полуоси или карданный вал. Ведущими колесами вопреки заблуждениям могут быть как передние, так и задние колеса. Некоторые ошибочно полагают, что ведущие значит — первые, то есть те, которые впереди ведут что-либо. Однако это не так, ведущими могут быть и задние колеса, на которые передается крутящий момент через кардан.

Если передние колеса ведущие — это передний привод, а сам автомобиль называют переднеприводным. Если задние колеса ведущие, то же самое — задний привод, соответственно и сам автомобиль будет заднеприводным. Существует также и третий вариант — полный привод. В таком крутящий момент при помощи дифференциалов и раздаточной коробки передается на все четыре колеса.

На сегодняшний день передний привод более популярен, нежели задний, и причин здесь несколько. Главная причина заключается в себестоимости производства переднеприводных автомобилей. В переднеприводных автомобилях нет многих деталей (кардан, задний мост и т. д.), которые есть у заднеприводных авто, что позволяет существенно удешевить производство. Кроме того, переднеприводные авто имеют меньший вес, что также является плюсом и положительно сказывается на разгонной динамике, расходе топлива и управляемости в целом.

Также к плюсам можно отнести сцепление колес с дорогой. У заднеприводных авто ведущие колеса не нагружены как у передних, поэтому в момент резкого старта они попросту буксуют из-за недостатка сцепления. Кроме того, зимой заднеприводные автомобили сложнее управляются, в результате чего они нередко попадают в аварии.

Полный привод обозначается 4х4, то есть 4 колеса и все ведущие. Такая система существенно улучшает проходимость, а также устойчивость автомобилей на дороге. Для внедорожников полный привод просто жизненно необходим, в противном случае во время преодоления труднопроходимого участка он рискует безнадежно застрять.

Седаны премиум-класса, а также спорткары с полным приводом, то есть четырьмя ведущими колесами оснащают не для улучшения проходимости, поскольку их клиренс, а также класс изначально исключает возможность движения по бездорожью. Для этих авто полный привод — это устойчивость на любой, даже скользкой или заснеженной дороге, а также прекрасная динамика.

Источник

То, что крутит колеса

Как известно, вращение выходного вала КПП не передается напрямую на колеса автомобиля. Передача крутящего момента происходит через такой важный узел как главная передача, которая устанавливает соответствующее режиму соотношение крутящего момента и мощности.

Главная передача – это, по сути, набор шестерен (обычно две, но в некоторых конструкциях может быть и более одной пары).
В первую очередь она предназначена для увеличение крутящего момента, получаемого на выходе из коробки переключения передач.
Во вторую — для изменения направления вращения, «поворота» — когда двигатель и ведущая ось расположены перпендикулярно друг к другу, как в классических авто с продольным расположением силового агрегата.

Понятно, что данный блок шестерен должен быть вмеру компактен, обладать изрядным запасом прочности и не быть шумным в работе.
Таким требованиям вполне отвечает стандартная главная передача переднеприводных автомобилей с поперечным расположениям двигателя. Это, пожалуй, самая простая конструкция, поскольку в ее функции не входит изменение направления вращения, и при правильной технологии изготовления и установки она не требует обслуживания весь срок эксплуатации.
Данную конструкцию главной передачи называют цилиндрической. Стандартная цилиндрическая главная передача представляет собой пару шестерен, нарезанных на цилиндрических поверхностях. При этом зубья ведущей шестерни, передавая усилие, не «вгрызаются» жестко в зазоры зубьев ведомой, а как бы катаются друг по другу, поскольку профили зубьев шестерен не прямоугольные, а эвольвентные, то есть округлые (чем-то похожие на синусоиды). Получается, что в цилиндрических главных передачах используется трения качения вместо трения скольжения, а это является более щадящим для механизма, к тому же, и мощности отбирает заметно меньше. При этом, зубья ведущей и ведомой шестерен нарезаны не перпендикулярно оси вращения, а под углом к ней, то есть, шестерни в цилиндрической главной паре косозубые, что делает их надежнее простых прямозубых.

В автомобилях с продольным расположением двигателя помимо увеличения крутящего момента требуется еще и поворот вращения, так как ведущая ось расположена под углом 90 град. Для этого обычно применяют так называемую гипоидную главную передачу, в которой ведущая и ведомая шестерни расположены перпендикулярно друг к другу, а зубья нарезаются на поверхностях, имеющих форму гиперболоидов вращения.
При этом ведущий вал шестерни ориентирован не по центру ведомой шестерни.

Когда-то эту роль выполнял система конический узел. Это была довольно массивная система, забирающая на себя немалый процент мощности, шумная, требующая постоянного контроля сальников, чтобы не было течи. Но при всех своих недостатках у конического узла было одно неоспоримое достоинство – это очень надежное и неприхотливое устройство.
В современных легковых авто гипоидные главные передачи уже давно вытеснили конический узел. И уже постепенно вытесняют его из сектора грузового автомобилестроения. Эта передача имеет гораздо более высокий КПД, меньший размер и массу, более продуманную систему смазки и пр., пр., пр.

Однако следует помнить, что у гипоидных главных передач есть три существенных недостатка:
1. Они требуют дорогостоящих конических подшипников.
2. В случае ремонта очень сложно добиться точности работы.
3. Они требовательны к качеству смазки – для них необходимо дорогостоящее противозадирное масло (тогда как в конический узел достаточно было залить дешевый нигрол). Если в редуктор гипоидной главной передачи не залить специальное (гипоидное) масло, то при включении передач устройство можно испортить, особенно при включении задней передачи, когда шестерни работают в наиболее «загруженном» режиме.

Гипоидная главная передача, как правило, одинарная, то есть состоит из пары шестерен. А вот вышеупомянутые цилиндрические главные передачи нередко бывают и двойными. Действуя в два этапа, они более эффективно изменяют крутящий момент.

Схема простая — ведомая шестерня первой пары приводит в движение находящуюся с ней на одном валу ведущую шестерню второй пары, которая вращает свою ведомую деталь, непосредственно работающую с дифференциалом.

Замечу, не следует путать двойные главные передачи с двухступенчатыми – это, как говорится, две большие разницы.

Ну и поскольку был упомянут дифференциал, то нужно сказать и о нем.
Дифференциал – узел, который, получая вращение, преобразованное главной передачей, распределяет его между колесами. без него – никак. Если не применять дифференциал, то при любом повороте ведущие колеса будут получать одинаковое вращение. А ведь известно, что в момент поворота внутреннее колесо проходит меньший путь, так как имеет меньший радиус поворота, чем колесо, движущееся по внешнему радиусу. Таким образом, на заднеприводной машине при прохождении поворота резку ухудшится управляемость, внутреннее к повороту колесо станет пробуксовывать и снашивать резину.
Что касается переднеприводного авто, то тут повернуть будет вообще практически невозможно (разве что рывками). Так что дифференциал служит именно для получения разных угловых скоростей на ведущих колесах, потому его иногда называют «системой межколесного обгона».

Межколесные дифференциалы называются симметричными, так как при прямолинейном движении всегда распределяют крутящий момент поровну.

Классический дифференциал (то есть, не оснащенный блокировками) – узел, получающий крутящий момент от ведомой шестерни главной передачи. Его конические шестерни (сателлиты) передают вращение шестерням полуосей. Когда автомобиль движется по прямой, сателлиты дифференциала не вращаются, а в случае начала поворота они приходят во вращение и перераспределяют крутящий момент.

Следует отметить, что дифференциал по одному и тому же принципу вращает не только полуоси зависимой подвески, ни и карданные шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы) независимой подвески.

Кроме классических конических дифференциалов, массово также применяют цилиндрические и планетарные. Правда, последние используют только в качестве межосевых, а вот цилиндрические устройства могут быть и межколесными.

Говоря о дифференциале, нельзя не упомянуть о системе его блокировки.
Дело в том, что дифференциал распределяет крутящий момент симметрично только при равной нагрузке на колеса – движении по прямой. Но вот если одно из двух ведущих колес попадает в грязь или на ледовый участок, и сцепление с дорогой уменьшается, то резко уменьшается и его сопротивление вращению. В итоге, дифференциал «воспринимает» его как колесо, движущееся по внешнему радиусу поворота, передавая ему больший крутящий момент, тогда как второе ведущее колесо «воспринимает» как движущееся по внутреннему радиусу, уменьшая крутящий момент плоть до полной остановки. Каждому приходилось видеть картину, когда завязнувшее в грязи или застрявшее в яме колесо стоит «колом», тогда как вывешенное бешено раскручивается не в силах ничем помочь автомобилю выбраться. В такой пробуксовке и состоит основной недостаток дифференциалов без блокировок.

Но проблема решаема. Задача блокировки – достичь жесткого соединения одной из полуосевых шестерен с корпусом дифференциала, чтобы «насильно» передать крутящий момент колесу, находящемуся в хорошем зацеплении с дорогой.
Повышенное внутреннее трение лежит в основе принципа действия самоблокирующихся дифференциалов. Простой конический дифференциал легко превратить в самоблокирующийся с помощью комплекта фрикционных шайб.

Если использовать вместо шайб электромагнитную фрикционную муфту – тогда блокировку можно будет включать принудительно. Принудительные блокировки – удел серьезных внедорожников. Однако водителям таких автомобилей следует помнить о необходимости после преодоления тяжелого участка пути вовремя выключать блокировку и не в коем случае не разгоняться с заблокированным дифференциалом (на многих моделях вендорожников установлены: или специальный ограничитель скорости при включенной блокировке, или функция автоматического разблокирования при повышении скорости). Блокировка приводит к возрастанию нагрузки на ведущие оси и рулевое управление, и, к тому же, сокращает срок службы покрышек. Так что использовать постоянно не только расточительно, но и опасно.

Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о конструкции и принципе работы главной передачи и дифференциала в общих чертах.

Источник

Основные элементы конструкции колесного движетеля

Колесный движителе состоит из ведущих и ведомых колес, с помощью которых осуществляется движение ТС и управление им. Ведущими называются колеса, к которым через трансмиссию подводится вращающий момент от СУ. Ведущие колеса преобразуют этот момент в тяговое усилие, а вращательное движение колеса — в поступательное движение ТС. К ведомым колесам вращающий момент не подводится. Их назначение (так же как и ведущих колес) состоит в передаче нагрузки от веса ТС на дорогу, создании на поверхности дороги внешних реактивных продольных сил, вызывающих уменьшение скорости движения или остановку ТС, уменьшении передаваемых машине динамических нагрузок, возникающих при движении по неровной дороге, и создании на поверхности дороги внешних реактивных боковых сил, заставляющих ТС двигаться по криволинейной траектории.

Конструкция трансмиссий колесных машин позволяет при движении в хороших дорожных условиях отключать часть колес от силовой установки и ведущие колеса использовать в качестве ведомых.

Рис. Дисковое колесо с глубоким неразборным ободом:
1 — монтажный ручей; 2 — обод; 3 — диск колеса

Колеса состоят из наружной (упругой) и внутренней (жесткой) частей. К наружной части относится эластичная шина, а внутренней — обод, соединительная часть с деталями крепления, ступица и подшипники. Соединительной частью могут служить дисковое колесо — диск, присоединенный к ободу с помощью неразъемного соединения, а также бездисковое, или спицевое, колесо — спицы, представляющие собой часть ступицы.

Ступицей называется центральная часть колеса, устанавли-ваемая на подшипниках на концах балок мостов или цапфах. Подшипники способны воспринимать как радиальные, так и осевые нагрузки для того, чтобы через ступицу на направляющее устройство подвески и несущую систему передавались действующие на колесо поперечные усилия, а плоскость качения колеса сохраняла неизменное положение. Для этого ступицу устанавливают на двух роликовых конических подшипниках качения, обеспечивающих вращение ступицы с минимальными потерями на трение и возможность регулировки осевого зазора гайкой, удерживающей ступицу на оси.

Рис. Конструкция (а) и крепление (б) бездискового колеса с разъемным ободом:
1 — секторы обода; 2 — спицевая ступица; 3 прижим; 4 — шпилька; 5 — гайка

Внутренний (больший по размеру) подшипник, обычно расположенный в плоскости диска колеса, воспринимает основную часть радиальной нагрузки. Меньший наружный подшипник, являющийся поддерживающим, обеспечивает правильное положение ступицы на оси. Внутреннее пространство ступицы заполняется консистентной смазкой и защищается от попадания грязи с внутренней стороны уплотнительным элементом, а с наружной — колпаком или фланцем полуоси (на ведущих колесах). Ступицы бывают фланцевые и спицевые.

Рис. Дисковое колесо с плоским разборным ободом:
1 — цельный съемный борт; 2 — разрезное замочное кольцо; 3 — основание обода; 4 — диск

Ободом называется часть колеса, на которой монтируется шина. По конструкции ободья бывают глубокие неразборные и плоские разборные, которые, в свою очередь, подразделяются на ободья со съемным разрезным бортом, с цельным съемным бортом и разрезным замочным кольцом, а также разъемные (в поперечной плоскости) и с отъемным бортом.

Глубокие неразборные ободья имеют в средней части кольцевое углубление, называемое монтажным ручьем, облегчающее монтаж и демонтаж шины. Размеры ручья зависят от параметров шины. Обод может быть симметричным и несимме-тричным. Неразборные ободья применяется для шин с относительно эластичными бортами. У плоских разборных ободов один из бортов при монтаже шины может отделяться от обода, а затем снова закрепляться на нем.

Дисковое колесо с плоским разборным ободом имеет цельный съемный борт 1 и разрезное кольцо 2. Профиль основания обода 3 выполнен с конической посадочной полкой. Одна закраина составляет с ним единое целое, а роль другой выполняет борт, удерживаемый кольцом 2. Шину свободно надевают на плоский обод, а затем устанавливают детали 1 и 2, причем замочное кольцо 2 закладывается в канавку основания обода 3. От выпадания кольцо 2 удерживает давление сжатого воздуха в шине. Конические посадочные полки основания обода и борта 1 обеспечивают плотную посадку шины на обод и исключают возможность их относительного проворачивания. В конструкции колеса с разрезным съемным бортом функции замочного кольца выполняет сам разрезной борт.

В колесах с отъемными бортами при монтаже шины один борт 1 обода отводится от диска 2, а затем притягивается с помощью большого числа болтов 3, расположенных по окружности диска. В конструкции данного обода предусмотрена металлическая кольцевая вставка (распорное кольцо 4), которая при затягивании болтов обода зажимает борта шины, предотвращая ее проворачивания на ободе. Такая конструкция облегчает монтаж и демонтаж шин, так как для этого необходимо лишь отвернуть и завернуть гайки болтов 3. Ее применяют на машинах высокой проходимости с системой регулирования давления воздуха в шинах.

Рис. Колесо с отъемным бортом: 1 — отъемный борт; 2 — диск; 3 — болт; 4 — распорное кольцо

В конструкциях бездисковых колес используют разъемные (составные) ободья, состоящие из отдельных секторов, образующих при установке сплошной обод с бортами. С внутренней стороны ободья имеют коническую поверхность для центрирования и закрепления на ступице. Соединение обода со ступицей обеспечивается с помощью прижимов 3.

В дисковых колесах крепление дисков к ступице колеса осуществляется с помощью гаек и шпилек. Гайки имеют сферические опорные поверхности для центрирования. Чтобы избежать самоотвертывания при движении ТС, гайки для левых колес имеют левую резьбу, а для правых — правую.

Источник

Классификация грузовых шин.

Информация для тех, кто хочет всё знать!
Ниже перечислены все классификации грузовой автошины:
-Рулевые или управляемые грузовые шины имеют особую конструкцию (наличие продольных канавок), позволяющую им обеспечивать четкие реакции на движения руля.

-Шины для грузовиков, устанавливаемые на ведущую ось, выполняют важную задачу: с их помощью машина начинает свое движение. Своевременная остановка грузовика также зависит от качественной тягово-сцепной работы этих покрышек.

-К шинам для полуприцепов и прицепов, как правило, не предъявляется особых требований. Основной их задачей является экономия топлива, достигаемая минимальным сопротивлением передвижению. Обратите внимание: подобные шины при всей их схожести с рулевыми грузовыми шинами не являются взаимозаменяемыми. Установка шин для прицепа на рулевое колесо может привести к возникновению опасных ситуаций на дороге.

-Грузовые шины универсального назначения предназначены для установки, как на ведущей, так и на рулевой оси автомобиля. Многие водители предпочитают в целях экономии купить грузовые шины подобного вида для эксплуатации на рулевой оси, а после определенного пробега переставить на второстепенные оси. Таким образом, можно существенно сэкономить на покупке «запасок». Грузовые шины устанавливаются и на транспортные автобусы. Здесь, как правило, используются универсальные или рулевые грузовые шины. А вот шины, предназначенные для ведущей оси, с крупными элементами протектора на транспортных автобусах не используются из-за того, что они производят слишком много шума.

Только при правильном выборе автошин, водители грузовых автомобилей, получат должный комфорт, улучшенную управляемость и экономию топлива!

Про легковые шины напишу чуть позже!Спасибо за внимание! Выбирайте «правильные» шины!=)

Источник

4.11. Конечные и колесные передачи

Конечные передачи располагаются за дифференциалами у ко­лесных тракторов и автомобилей и за механизмами поворота у гусеничных. Они служат для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и дорожного просвета машин.

Конструкции конечных передач разделяются на шестеренные с неподвижными в пространстве валами (одноступенчатые и двух­ступенчатые), шестеренные планетарные (с внешним и внутрен­ним зацеплением шестерен) и цепные. У колесных тракторов и автомобилей конечные передачи, размещенные в колесе, назы­ваются колесными.

У большинства моделей тракторов конечные передачи разме­щаются около ведущих колес (рис. 4.39, 4.40; см. также рис. 4.33). Такая компоновка объясняется стремлением уменьшить длину тя­жело нагруженных валов и необходимостью максимально увели­чить свободное пространство под трактором.

Рис. 4.39. Одноступенчатая конечная передача гусеничного трактора:

1 — ведущее колесо привода гусеницы; 2 — фигурная манжета; 3 — прокладка; 4 — ребро; 5, 16, 29, 41 — роликоподшипники; 6 — заглушка; 7 — упорная шайба; 8, 9, 22, 26, 51 — уплотнительные кольца; 10, 27, 42 — крышки; 11 — кольцо упорное; 12, 30, 50 — цилиндрические штифты; 13, 18, 39 — стаканы подшипников; 14 — ведущая шестерня; 15, 31 — пружинные кольца; 17 — тормозной барабан; 19 — втулка уплотнения; 20— тормозная лента; 21 — вал заднего моста; 23 — манжета; 24 — маслоотражательная шайба; 25 — стопорная пластина; 28 — гайка; 32 — наливная пробка; 33 — магнитная сливная пробка; 34 — ведомая шестерня; 35 — ступица ведомой шестерни; 36 — крышка картера; 37— ведомый вал; 38, 49 — втулки; 40 — шарикоподшипник; 43 — уплотнительная шайба; 44 — кольцо; 45 — пружина фиксатора; 46 — коническая втулка; 47, 52 — диски; 48 — запорное кольцо; 53— проволока; 54— призонный болт; 55—фланец; 56— болт

Одноступенчатые конечные передачи, в которых используют­ся цилиндрические шестерни, имеют передаточное число i = 4… 7. Если нужно получить большое передаточное число или большой дорожный просвет, которые нельзя получить при одной паре ше­стерен, то применяют двухступенчатые и даже многоступенчатые передачи.

Планетарные передачи применяются на тяжелых тракторах для получения большого передаточного числа и уменьшения габарит­ных размеров заднего моста (см. поз. 2, 4, 5, 26 на рис. 4.33).

Цепные передачи в настоящее время из-за низкой долговечно­сти и необходимости частых регулировок применяют ограниченно на специальных машинах, у которых ведущие и ведомые валы пе­редачи находятся на большом расстоянии один от другого, напри­мер, в портальных погрузчиках или тандемных тележках грейдеров.

Максимальная жесткость конструкции достигается при моно­блочной отливке картеров конечной передачи и заднего моста, но этот способ можно использовать только для тракторов неболь­шой мощности. Для тракторов большой мощности, у которых раз­меры механизмов велики, картеры конечной передачи отливают отдельно. Усложняется моноблочная отливка картеров и у колес­ных тракторов в тех случаях, когда конечная передача вынесена к ведущим колесам.

Для увеличения жесткости конструкции заднего моста у гусе­ничных тракторов средней и большой мощности широко исполь­зуют установку дополнительных связей в виде балок, кронштей­нов и раскосов между конечной передачей и картерами конечных передач. Иногда конструкцию усиливают ребрами жесткости.

Одноступенчатые конечные передачи с внешним зацеплением шестерен являются наиболее распространенными в гусеничных тракторах. В конструкции такой конечной передачи вращение от механизма поворота через вал 21 (см. рис. 4.39) заднего моста по­средством шлицевого соединения передается на ведущую шестер­ню 14, затем на ведомую шестерню 34, которая жестко соединена с ведомым валом 37, на фланце которого закреплено ведущее колесо 1 привода гусеницы. Валы вращаются в роликоподшипни­ках 5, 16, 29, 41. Детали конечной передачи смазываются разбрыз­гиванием. Корпус конечной передачи крепится к заднему мосту.

В двухступенчатой полупланетарной конечной передаче гусенично­го трактора ДЭТ-250, показанной на рис. 4.40, первая ступень — цилиндрическая пара шестерен, вторая — планетарный механизм. Вращение от механизма поворота через вал передается на веду­щую шестерню 2 первой ступени, затем на ведомую шестерню 14 первой ступени, надетую на шлицевой хвостовик солнечной вал- шестерни 15. Ведущая шестерня 2 первой ступени и солнечная вал-шестерня 15 вместе с ведомой шестерней 14 первой ступени вращаются в роликоподшипниках.

Рис. 4.40. Двухступенчатая полупланетарная конечная передача гусенич­ного трактора ДЭТ-250:

1, 3, 6 — составные части корпуса конечной передачи; 2 — ведущая шестерня первой ступени; 4— сателлит; 5 — коронная шестерня планетарного механизма; 7 — съемные зубчатые венцы ведущего колеса; 8 — наливная пробка; 9 — фла­нец ведущего колеса; 10— зубчатая муфта; 11 — водило; 12 — ступица ведущего колеса; 13 — ось сателлита; 14 — ведомая шестерня первой ступени; 15 — солнеч­ная вал-шестерня

Коронная шестерня 5 планетарного механизма закреплена на корпусе конечной передачи и является неподвижным элементом планетарного механизма. Сателлиты 4 водила находятся в посто­янном зацеплении с солнечной вал-шестерней 15. Солнечная вал- шестерня вращает сателлиты и они, катясь по неподвижной ко­ронной шестерне, увлекают водило 11. Ведомым элементом пла­нетарной ступени является водило 11, вал которого посредством зубчатой муфты 10соединен с фланцем 9 ведущего колеса. К флан­цу крепится ступица 12 ведущего колеса, а к ней — съемные зуб­чатые венцы 7.

Водило вращается в двух роликоподшипниках без обойм. Четы­ре сателлита установлены на двух сферических роликоподшипни­ках. Ведущее колесо вращается на двух шарикоподшипниках, ус­тановленных между частью 6 корпуса конечной передачи и ступи­цей 12 ведущего колеса. Детали конечной передачи смазываются разбрызгиванием. Корпус конечной передачи крепится к раме трак­тора.

Источник