Обязательный элемент трансмиссия легкового авто – главная передача. Разберем, где она устанавливается, какой может быть, почему этот узел остался почти неизменным с момента внедрения.
Главная передача – это
Неотъемлемым элементом автомобильных трансмиссий считается главная передача, позволяющая передать мощность с двигателя на ведущую ось. Располагается она на оси вращения у ведущих колёс, являясь, фактически, механическим редуктором.
Сегодня в зависимости от конкретного типа авто главная передача объединяется с мотором или же выполняется отдельным агрегатом, имеющим механическую связь с ведущим мостом. Последнее характерно для заднеприводных авто, что позволяет оптимальным образом реализовывать мощность двигателя.
Главные передачи (редуктор, ГП или главная пара) по способу передачи мощности разделяют на цепные и зубчатые. Причём цепные сегодня используются преимущественно на мотоциклах, тогда как зубчатые устанавливаются на различного типа автомобилях.
Главный редуктор находится в коробке или даже внутри силового агрегата. Подобное расположение используется на переднеприводных авто. Тогда как на машинах, имеющих задний привод, редуктор размещают в мосту. На полном приводе пара зубчатых шестерёнок располагается в двигателе, что оптимизирует всю конструкцию.
Как и где работает
Наибольшее распространение на сегодняшний день получили главные передачи, имеющие ведомую и ведущую шестерёнку. Этот узел преобразует мощность, эффективно передавая ее на колеса. Именно от исполнения редуктора и его конструкции зависят показатели расхода топлива, а также динамические характеристики машины.
Основное назначение редуктора главной передачи – это снижение нагрузки на сцепление и трансмиссию. Он позволяет оптимальным образом реализовать всю мощность двигателя, улучшая разгонную динамику. В каждом конкретном случае, с учетом имеющегося типа привода, мощности мотора и других параметров используется редуктор определённого типа и конструкции.
Принцип работы этого узла относительно прост. В движении мощность сначала передаётся на КПП, а затем ГП и дифференциалом подается на ведущие колёса. Важнейшей характеристикой редуктора является его передаточное число, зависящее от имеющегося количества зубьев ведомой шестерёнки.
Чем выше имеющийся показатель передаточного числа у главной пары, тем быстрее машина может разогнаться, а, следственно, тем лучше у неё динамика. В каждом конкретном случае передаточное число выбирается с учётом используемой КПП, двигателя, особенностей тормозов, размеров колёс и других параметров.
Устройство редуктора относительно простое, он состоит из пары соединенных между собой шестерёнок. Ведущая шестерёнка соединена с валом вторичной, отличаясь при этом меньшими размерами. Тогда как ведомый диск больше по своему диаметру, он имеет прямую связь с колёсами авто и дифференциалом.
Чтобы повысить КПД главной передачи, увеличивают количество зубьев у обеих шестерёнок. Повысить КПД также можно, использовав подшипник качения. При этом требуется одновременно увеличивать жёсткость и прочность шестерёнок. Чтобы уменьшить шумы и вибрации от главной пары не только обеспечивается надёжное смазывание зубьев, необходимо добиться точности и прочности зацепления зубьев, с одновременным увеличением жёсткости всего механизма.
Основные требования
Сегодня к главной передаче предъявляют определённые требования, от соответствия которым непосредственно зависят динамические характеристики авто, комфорт на борту, показатели топливной экономичности и долговечность самого узла.
Качественные главные пары отвечают следующим требованиям:
- отличная надёжность
- минимальная масса
- небольшие размеры
- высокотехнологичность
- обеспечение отличных динамических показателей
- хорошие показатели КПД
- улучшение топливной экономичности
- минимум вибрации
- простое обслуживание узла.
Чтобы редуктор соответствовал всем таким требованиям инженеры постоянно совершенствуют и улучшают его работу. В частности, применяются сверхпрочные сплавы, из которых изготавливается этот узел. Точность подгонки всех деталей друг к другу позволяет снизить шум и вибрацию, существенно продлевая срок службы главной передачи, которая не требует какого-либо сложного обслуживания.
Виды главных передач
На легковых авто и грузовиках используются различные по своей конструкции главные передачи, отличающиеся принципом действия. Каждый из таких видов главных пар имеет свои определённые преимущества и конкретные недостатки техники.
По количеству пар
В трансмиссии главные передачи по типу пар выполняются одинарными и двойными. Первые устанавливаются на грузовики с легковушками, они включают лишь одну пару конических шестерёнок. Двойные отличаются повышенной надежностью, поэтому чаще всего их устанавливают на тяжёлой спецтехнике. В таких редукторах в состоянии постоянного зацепления пребывают две пары шестерён, выполненных цилиндрическими или же коническими. Одной из особенностей главных передач с двумя парами является возможность передавать куда большую мощность, в сравнении с одинарными.
На многоосной технике и трёхосных грузовиках сегодня используются проходные редукторы с двумя парами, у которых мощность передаётся сразу на несколько ведущих осей. Тогда как на легковушках, грузовиках, автобусах и различной спецтехнике, которая имеют одну ведущую ось, используются более простые по своей конструкции непроходные редукторы с одной парой.
Одинарные по типу зацепления
Одной из важнейших характеристик главной пары является тип зацепления зубьев у шестерёнок. От этого напрямую зависят эксплуатационные характеристики редукторов и возможности по их использованию.
- В переднеприводных авто используются цилиндрические диски-шестерни, что позволяет одновременно хорошо реализовывать мощность и упростить всю конструкцию. В подобном случае не требуется изменять направление вращения, что делает этот узел достаточно компактным и надёжным.Зубья на шестерёнках могут выполняться шевронными или же косыми.
- Коническое зацепление главных пар используются преимущественно на тяжелой технике. На легковушках по причине повышенной шумности такая конструкция сегодня практически не нашла своего применения. Такой редуктор позволяют изменять направление вращения, а его особенностью является перекрещивание оси шестерёнок, то есть, они находятся в единой плоскости. Зубья на дисках имеют криволинейную или косую форму.
- Гипоидные главные пары используются преимущественно с заднеприводными легковыми автомобилями. Их особенностью является смещение оси шестерёнок, причём ведущий диск находится ниже оси ведомого. Подобное расположение позволяет существенно уменьшить размеры этого узла, не потеряв при этом в прочности редуктора и устойчивости к нагрузке и износу.
- Менее распространены сегодня червячные передачи, отличающиеся дороговизной своего производства и сложностью конструкции. Они позволяют изменять направление вращения, используясь лишь на узкоспециализированной технике.
Двойные по типу зацепления
По типу зацепления двойные главные пары принято разделять на разнесённые и центральные. Причём последние могут выполняться одно и двухступенчатыми. Каждый из таких типов редукторов имеет свои особенности конструкции и отличается сферой использования.
- Двухступенчатые позволяют переключать пары шестерён, что изменяет мощность, передаваемую на ведущие колёса. Они чаще всего устанавливаются на тяжёлой и гусеничной спецтехнике.
- Разнесённые используются с колесными или же бортовыми редукторами. Они устанавливаются на внедорожниках и грузовых автомобилях, имеющих увеличенный дорожный просвет, военной технике и колесных транспортёрах.
Плюсы и минусы по видам
Используемые сегодня редукторы отличаются своим назначением, особенностями их конструкции и другими параметрами. Главные пары могут предназначаться для установки на тяжелые гусеничные бульдозеры и легковушки с небольшими по своей мощности двигателями.
У цилиндрических модификаций главных передач их максимально возможный показатель передаточного числа составляет 4,2. Добиться увеличения этого показателя на редукторах такого типа крайне сложно, так как приходится увеличивать размеры этого узла, что приводит к повышению уровня шума. Возможности по использованию редукторов этого типа ограничены легковыми авто, в которых трансмиссии не требуется переваривать огромную мощность от двигателя.
В гипоидных редукторах на зубья приходится минимальная нагрузка. Этот узел отличается низким уровнем шума, что позволяет использовать его с легковыми авто. По причине смещения зацепления пар шестерёнок снижается КПД, но имеется возможность опустить максимально низко карданный вал. В зависимости от конкретной конструкции редуктора их передаточное число достигает 4,5 для легковушек и для грузовиков не более 7.
Конические отличаются увеличенными габаритами пар шестеренок и повышенной вибрацией. Редукторы этого типа по причине имеющихся у них недостатков, сложности обслуживания и посредственной надежности сегодня встречаются крайне редко. Их основное назначение — это тяжелая колесная и гусеничная спецтехника, а также грузовые автомобили повышенной мощности.
Червячная главная пара по причине особенностей ее конструкции не слишком надежна. Неудивительно, что редукторы этого типа из-за сложности своего изготовления сегодня практически не используются. К недостаткам червячной передачи относят ее склонность к перегреву, что объясняется повышенным трением. Подобное существенно ограничивает возможности по их использованию. Даже при незначительном износе может отмечаться заедание механизма, что вынуждает проводить дорогостоящий и сложный ремонт. Такие редукторы крайне требовательны к точности сборки и качеству изготовления шестерёнок и их зубьев.
Тенденции развития
На сегодняшнем уровне развития техники отказаться от использования в трансмиссиях главной передачи не представляется возможным. Все усилия инженеров направлены на улучшение эксплуатационных характеристик этого узла. Ведутся работы по увеличению передаточного числа и повышению надёжности главных пар. Добиться подобного удается за счет применения инновационных конструкторских решений и сверхпрочных металлических сплавов.
Одним из популярных видов тюнинга является установка модернизированных редукторов, в которых используются шестерни с изменённым передаточным числом. Это позволяет повысить динамические характеристики автомобиля, уменьшить нагрузку на коробку, улучшить показатели максимальной скорости и топливную экономичность.
Применение высокоточного оборудования для изготовления шестерёнок и использование сверхпрочных сплавов позволило несколько улучшить основные эксплуатационные характеристики главных передач. Сегодня эти узлы способны выдерживать огромные нагрузки, они долговечны, надёжны и нетребовательны в обслуживании.
В последние годы большой популярностью пользуются роботизированные (преселективные) КПП, которые имеют двойное сцепление. В коробках этого типа разделены четные и нечетные передачи, соответственно у них имеется 2 вторичных вала. На трансмиссиях этого типа используются модернизированные главные передачи, в которых имеющиеся вторичные валы получили свою ведущую пару дисков-шестеренок. Фактически, в такой конструкции используется две ведущих пары с одной ведомой шестерней.
Подобное оригинальное решение редуктора у роботизированных коробок передач позволяет изменять ее передаточное число, обеспечивая при этом ровную тягу с минимальной потерей мощности при переключении. Имеется возможность оптимальным образом передавать мощность на ведущие колёса в зависимости от текущей скорости авто.
При включении непарных передач, чтобы повысить тяговые усилия, обычно используются шестерни с большим передаточным числом. Подобная конструкция позволяет оптимизировать работу трансмиссии, с максимальной эффективностью используя всю мощность двигателя.
Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.
