Полуоси

Учитывая то, что в различных условиях, крутящий момент от дифференциала к ведущим колесам должен передаваться различным по частоте, нужны две полуоси. Полуоси 7 и 8 связывают дифференциал с ведущими колесами и приводят их в движение. Каждая из полуосей соединена одним концом с шестерней 2, другим – со ступицей колеса.

Главная передача, дифференциал и полуоси находятся в разъемном картере, который представляет собой полую балку, выполняющую функции задней оси автомобиля. Вместе с главной передачей, дифференциалом и полуосями, а также установленными на концах его балки ступицами, колесами и колесными тормозными механизмами картер образует задний мост.

На автомобиле КамАЗ установлены два ведущих моста – средний и задний, для уменьшения нагрузки на заднюю ось. Для равномерного распределения крутящего момента и уменьшения износа шин, на грузовых автомобилях с двумя ведущими мостами устанавливают межосевой дифференциал, который установлен в промежуточном мосту в отдельном корпусе 13.

Рис. Средний (промежуточный) мост и межосевой дифференциал автомобиля КамАЗ. 1 –дифференциал промежуточного моста, 2 и 18 – соответственно ведущая и ведомая цилиндрические шестерни, 3 – ведомая коническая шестерня, 4 –вал привода заднего моста, 5 – ведущая коническая шестерня промежуточного моста, 6 – диафрагменная камера, 7 – шток, 8 – вилка, 9 – муфта блокировки дифференциала, 10 – задняя чашка, 11 – передняя чашка с ведущим валом, 12 – коническая шестерня привода среднего моста, 13 – корпус, 14 – коническая шестерня привода заднего моста, 15 – сателлит, 16 – крестовина, 17 – левая полуось, 19 картер, 20 – правая полуось промежуточного моста.

Корпус 13 крепится болтами к фланцу стакана подшипникового узла ведущей конической шестерни среднего моста. В картере расположены задняя 10 и передняя 11 чашки межосевого дифференциала, конические шестерни 12 и 14 привода среднего и заднего мостов, между которыми расположена крестовина 16 с посаженными на ней сателлитами 15 (на бронзовых втулках). В корпусе расположении механизм блокировки дифференциала, состоящий из муфты блокировки 9, вилки муфты 8, диафрагменной камеры 6. Муфта 9 жестко соединена с конической шестерней 12 привода главной передачи среднего моста.

При применении дифференциала в главной передаче есть и отрицательный эффект, для нейтрализации которого и применяют механизм принудительной блокировки дифференциала . При попадании автомобиля одними колесами, например, правыми, на участок дороги с коэффициентом сцепления, сильно отличающимся от коэффициента дороги, на который попали левые колеса, дифференциал может сыграть отрицательную роль. Дифференциал в этом случае автоматически распределит весь крутящий момент к тому колесу, под которым меньше сопротивление. Поэтому зимой, автомобиль, попавший одним ведущим колесом на лед, никак не может двинуться с места, хотя второе ведущее колесо находится на чистом асфальте. Автомобили, предназначенные для работы в таких сложных условиях и для движения по скользким и размокшим дорогам оборудуются механизмом принудительной блокировки дифференциала. Системы блокирующие работу дифференциала позволяют подавать на ведущие колеса одинаковый по величине крутящий момент. Блокировку следует производить при малой скорости движения автомобиля или перед началом его движения. При движении на сухих дорогах с твердым покрытием блокировать межосевой дифференциал не следует, так как это приводит к повышенному износу шин и перерасходу топлива.

При включении блокировки воздух из – под диафрагмы камеры 6 уходит в атмосферу, и пружина перемещает шток, вилку и муфту в первоначальное исходное положение.

Полуоси промежуточного моста17 и 20 выполнены со шлицами на концах. Наружные концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колес 1

Рис. Схема полуосей. а – полуразгруженная полуось, б – полностью разгруженная полуось, 1 – ведущее колесо, 2 – полуось, 3 – кожух, 4 – подшипник, 5 – ступица, G – сила, действующая на кожух и полуось, М – вращающий момент.

Полуоси могут быть частично или полностью разгружены от изгибающих моментов сил, действующих на колеса, в зависимости от их установки в корпусе моста.

Когда каждая из ступиц, установлена на корпусе заднего моста на двух подшипниках каждая, то полуоси называются полностью разгруженными.

На грузовых автомобилях полуоси полностью разгружены. На такую полуось действует только крутящий момент, а все остальные силы воспринимаются кожухом полуоси, так как ступица колеса установлена на подшипники, посаженные на корпус.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

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

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.

4.7. Полуоси

Полуоси (рис. 103 и 104) передают крутящий момент от полуосевого зубчатого колеса дифференциала на ступицу ведущего колеса. К полуоси могут быть приложены изгибающие моменты от вертикальной реакции на действие силы тяжести, приходящейся на колесо, от касательной реакции, обусловленной тяговой и тормозной силами, и от боковой силы, возникающей при заносе, а также под действием бокового ветра.

Рис. 103.
Полуоси:
а — с фланцем и шлицевой нарезкой; б — со шлицами на обоих концах

Полуоси, в зависимости от конструкции внешней опоры, определяющей степень их нагруженности изгибающими моментами, бывают двух типов — полуразгруженные и разгруженные. По конструкции полуоси могут иметь на одном конце фланец для крепления болтами к ступице колеса, а на другом шлицевую часть, входящую в зацепление с полуосевым зубчатым колесом дифференциала. Другая конструкция предусматривает шлицевую часть на обоих концах полуоси.

Рис. 104.
Кинематические схемы полуосей:
а — полуразгруженной: б — полностью разгруженной;
1 — колесо; 2, 6 и 7 — подшипники; 3 — кожух полуоси; 4 — полуось; 5 — ступица; а_р — плечо опоры; r — радиус колеса; М — крутящий момент; R_z — изгибающий момент; R_x — касательная реакция, обусловленная тяговой и тормозной силами; R_y — боковая сила, возникающая при заносе

На грузовых автомобилях малой грузоподъемности и на легковых автомобилях применяют обычно полуразгруженные полуоси, у которых подшипник установлен между полуосью и кожухом на определенном расстоянии от средней плоскости колеса.

Благодаря этому создаются изгибающие моменты на плече (плоскость наружной части диска и подшипника), действующие на полуось в вертикальной и горизонтальной плоскостях, в вертикальной плоскости и (боковая реакция) на плече, равном радиусу колеса.

На автобусах и грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности применяют полностью разгруженные полуоси.

В этом случае все изгибающие моменты воспринимаются подшипниками, установленными между ступицей колеса и кожухом полуоси, а полуось передает только крутящий момент.

Полуоси в процессе эксплуатации автомобилей испытывают значительные нагрузки, особенно при движении по грунту и по шоссе с твердым покрытием в плохом состоянии. Поэтому к полуосям предъявляют особые требования. Снижение напряжений достигается увеличением радиусов перехода между полуосью и фланцем. Долговечность подшипников колес обеспечивается надежной защитой от попадания в них грязи.