Трансмиссия автомобиля ИЖ 21251 (стр. 2 из 3)
Схема карданной передачи представлена на рисунке 1.3.Рисунок 1.3. Карданная передача
1 – удлинитель картера коробки передач; 2 – вал вторичный; 3 – грязеотражатель удлинителя; 4, 5 – резиновые сальники; 6 – грязеотражатель скользящей вилки; 7 – вилка скользящая; 8 – пластина балансировочная; 9 – труба карданного вала; 10 – вилка; 11 – вилка фланцевая; 12 – болт; 13 – фланец ведущей шестерки заднего моста; 14 – шайба пружинная; 15 – гайка; 16 – мост задний; 17 – корпус игольчатого подшипника; 18 – проушина вилки; 19 – игла; 20 – кольцо стопорное пружинное; 21 – шайба уплотняющая с тормозным торцем; 22 – сальник карданного подшипника резиновый; 23 – крестовина кардана.
1.5. Ведущий мост
Ведущим называют мост, механизмы которого передают вращающий момент от коробки передач колёсам. Он включает в себя корпус (картер), главную передачу, дифференциал и полуоси.
Главная передача – это механизм трансмиссии, увеличивающий вращающий момент после коробки передач. В автомобилях вращающий момент в главной передаче передаётся под прямым углом. Главная передача может быть одинарной, состоящей из одной пары шестерён, и двойной, состоящей из двух пар шестерён.
Одинарная передача может быть обычной и гипоидной. Гипоидная (сокращённо от гиперболоидная) передача осуществляется коническими шестернями со скрещивающимися осями. Преимущество гипоидной передачи в том, что ось её ведущей шестерни расположена ниже оси ведомой (оси заднего моста). Поэтому центр масс автомобиля ниже и устойчивость его лучше.
Гипоидная передача более надёжна и бесшумна, чем передача с обычными коническими шестернями со спиральными зубьями.
Ведущие шестерни выполняют заодно с валом или съёмными. Ведомые шестерни в основном изготавливают в виде съёмных венцов, прикрепляемых болтами или заклёпками к корпусу дифференциала. В двойной главной передаче имеются одна пара конических и одна пара цилиндрических шестерён. Для обеспечения бесшумной работы конические шестерни выполняют со спиральными зубьями.
Во время движения автомобиля ведущий вал вместе с малой конической шестернёй приводит во вращение ведомую коническую шестерню, закреплённую на корпусе дифференциала.
Дифференциал – это механизм трансмиссии, распределяющий подводимый к нему вращающий момент между полуосями ведущих колёс и позволяющий им вращаться с различными скоростями. Когда автомобиль движется прямо и по ровной дороге, оба ведущих колеса встречают одинаковое сопротивление качению. При этом ведомая шестерня главной передачи вращает вокруг своей оси корпус дифференциала с крестовиной и сателлитами. Сателлиты, находясь в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, зубьями приводят их во вращение с одинаковой частотой. В этом случае сателлиты вокруг собственной оси не вращаются.
Полуоси. Полуосевые шестерни шлицованными отверстиями насажены на полуоси. Другие концы полуосей соединены фланцами со ступицами ведущих колёс.
На автомобиле установлен гипоидный задний мост с гипоидной главной парой, состоящий из следующих трех основных частей:
1. Картер заднего моста (балка) - собран из двух штампованных из листовой стали половинок и двух кованных фланцев, приваренных дуговой сваркой к трубчатым концам балки.
Средняя расширенная часть балки имеет сквозной проем, к задней стороне которого герметично приварен (усиливающий картер) штампованный из листовой стали сферический колпак, в котором размещается выступающая из редуктора часть ведомой шестерни с дифференциалом. Передний торец, обработанный и усиленный внутри стальными накладками, служит для крепления редуктора заднего моста.
На расстоянии приблизительно 455 мм от центра картера привариваются опорные площадки-подушки для крепления рессор.
2. Редуктор заднего моста с гипоидными шестернями главной передачи, имеет передаточное отношение – 3,91.
Характерной конструктивной особенностью гипоидного редуктора является смещение оси шестерни и горловины картера относительно оси ведомой шестерни вниз на 32 мм и 11 мм вправо относительно продольной оси автомобиля.
3. Полуоси (полуразгруженного типа) в сборе представляют собой узел, собранный с маслоуловителем, с радиальным шариковым подшипником, напрессованным и запертым па полуоси запорной втулкой, напрессовываемой в нагретом (до 250 – 300°С) состоянии.
Подшипник полуоси – закрытого типа с одноразовой смазкой, заложенной туда на весь срок службы до капитального ремонта автомобиля.
Свободный конец полуоси имеет эвольвентные шлицы и сопрягается с шестерней полуоси, установленной в коробке дифференциала редуктора.
Второй конец полуоси с фланцем, опирающийся па подшипник, удерживается в гнезде фланца картера с помощью стальной пластины, прижимающей наружное кольцо подшипника, по наружному диаметру которого центрируется тормозной щит с колодками. Пластина вместе с тормозным щитом крепится к торцу фланца с помощью четырех болтов.
Схема заднего моста автомобиля представлена на рисунке 1.4.
Рисунок 1.4. Задний мост автомобиля ИЖ – 212511 – пластина крепления подшипника; 2 – втулка упорная; 3 – подшипник заднего колеса; 4 – втулка запорная подшипника; 5 – манжета полуоси; 6 – полуось; 7 – картер заднего моста; 8 – шайба пружинная; 9 – болт крепления редуктора; 10 – картер редуктора; 11 – шестерня ведомая: 12 – шестерня ведущая; 13 – подшипник ведущей шестерни задний; 14 – прокладки регулировочные; 15 – втулка распорная; 16 – прокладки регулировочные; 17 – подшипник ведущей шестерни передний; 18 – шайба маслоотражательная; 19 – манжета ведущей шестерни; 20 – фланец крепления карданного вала с грязеотражателем в сборе; 21 – шайба; 22 – гайка; 23 – штифт пальца сателлитов; 24 – коробка дифференциала; 25 – подшипник дифференциала; 26 – гайка регулировочная; 27 – стопор; 28 – шайба пружинная; 29 – болт крепления стопора; 30 – шестерня полуоси; 31 – сателлит; 32 – палец сателлитов; 33 – пробка маслоналивного отверстия; 34 – шайба пружинная; 35 – болт крепления ведомой шестерни; 36 – крышка подшипников дифференциала; 37 – шайба опорная.
2. РАСЧЁТ ТЯГОВ-СКОРОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТРАНСМИССИИ
В этой части работы проведём расчёт крутящих моментов и частот вращения на всех выходных валах агрегатов трансмиссии (коробка передач, главная передача) и на всех режимах.
Для этого необходима внешняя скоростная характеристика (ВСХ) двигателя автомобиля, представленная на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1. Внешняя скоростная характеристика двигателя 412 Э
За исходные параметры принимаются две точки на ВСХ двигателя:
максимальный крутящий момент и соответствующая ему частота вращения – Тe max и nт;
максимальная мощность и соответствующая частота вращения – Ne max и nN.
Таким образом, получаем:
1) Тe max = 114,2 Н·м при nт = 3000 об/мин;
2) ТN = 75 л. с. = 55,2 кВт при nN = 5800 об/мин.
Передаточные числа коробки передач:
U1 = 3,49;
U2 = 2,04;
U3 = 1,33;
U4 = 1,00 (прямая).
Передаточное число главной передачи U0 = 3,91.
Определяем величину крутящего момента при максимальной мощности по формуле:
где: ТN – величина крутящего момента при максимальной мощности, Н·м;
Ne max – максимальная мощность двигателя, кВт, Ne max = 55,2 кВт;
nN – частота вращения двигателя при максимальной мощности, об/мин, nN = 5800 об/мин.
Проверяем соответствие кривых мощности и крутящего момента по нескольким точкам по формуле:
где: Te – крутящий момент при выбранной частоте вращения, Н·м;
ω – угловая скорость вращения коленчатого вала двигателя, рад/с;
n – частота вращения двигателя, об/мин.
1) При n = 3400 об/мин и Te = 114 Н·м:
2) При n = 2200 об/мин и Te = 112 Н·м:
Таким образом, кривые мощности и крутящего момента на ВСХ соответствуют друг другу.
Определяем литровую мощность двигателя по формуле:
где: Vh – литраж двигателя – сумма рабочих объёмов всех цилиндров, выраженная в литрах, Vh = 1,58.
Определяем коэффициенты приспосабливаемости двигателя:
по крутящему моменту:
по частоте вращения:
Общий (полный) коэффициент приспосабливаемости двигателя определяется следующим образом:
Определяем диапазон коробки передач:
где: UН – передаточное число низшей передачи, UН = 3,49;
UВ – передаточное число высшей передачи, UВ = 1,00.
Определяем интервалы:
между I и II передачей: U1/U2 = 3,49/2,04=1,71;
между II и III передачей: U2/U3 = 2,04/1,33=1,53;
между III и IV передачей: U3/U4 = 1,33/1,00=1,33.
Средний интервал:
где: n – число ступеней коробки передач.
Определяем тягово-скоростные характеристики двигателя. Для этого определяем крутящие моменты и частоту вращения валов на выходе коробки передач и главной передачи на каждой передаче при максимальном крутящем моменте (то есть при Те max = 114,2 Н·м и nТ = 3000 об/мин), и при максимальной мощности двигателя (то есть при ТN = 90,9 Н·м и nN = 5800 об/мин).