ВЛИЯНИЕ ВЫБОРА СХЕМУ ТРАНСМИССИИ НА ОБЩИЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПОЛНОПРИВОДНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

 

Бойцов Д.С. (БГИТА, Брянск, РФРФ)

Научный руководитель работы  доцент Синицын С.С.

 

Results of the analysis of transmission with different differential mechanism

 

На выбор схемы и на работу трансмиссии влияют три груп­пы взаимосвязанных факторов: конструктивные характеристики автомобиля, преимущественные условия эксплуатации и основ­ные режимы движения.

Из конструктивных характеристик определяющими являются общие конструктивные решения, касающиеся схемы рулевого управления, статической равномерности загрузки осей и пара­метров шин. Число осей и размещение их по базе влияют соот­ветственно на потери мощности и на переменную динамическую составляющую момента в приводе. Схема трансмиссии может быть значительно упрощена за счет уменьшения числа  развязывающих узловых точек (РУТ) при передних и задних управляемых осях, при полностью равномерной статической загрузке осей и при шинах, имеющих большую тангенциальную эластичность и равные давления. Сокращением числа неведущих осей автомобиля при дифференциальной схеме привода можно значительно сократить мощность, затрачиваемую на преодоление сопротивления качению, а следовательно, и рас­ход топлива.

На работу трансмиссии влияют такие условия эксплуатации, как состояние грунта (его тангенциальная податливость), ров­ность поверхности дороги и общее внешнее сопротивление дви­жению. Различная податливость грунта под отдельными колесами (осями) снижает тягово-сцепные возможности автомобиля и, следовательно, его проходимость

Основным режимом движения, определяющим наиболее нап­ряженные условия работы трансмиссии, является криволинейное движение автомобиля. При таком движении возникает макси­мальное кинематическое несоответствие между многими элемен­тами ходовой части (до 30%), компенсация которого за счет приведенной тангенциальной эластичности шин и грунта оказы­вается невозможной. Необходима установка развязывающих механизмов.

Лучшими типами развязывающих механизмов являются дифференциальные механизмы, способные обеспечить оптимальное распределение моментов по колесам, что важно с точки зрения экономичности, управляемости и проходимости автомобиля. Дифференциалы должны иметь принудительную автоматическую или полуавтоматическую блокировку главным образом для обеспечения проходимости при вывешивании отдельных колес (осей) и рациональное внутреннее передаточное отношение. Отключающиеся муфты и муфты свободного хода применять нецелесооб­разно. Отключая периодически определенную группу колес, они лишают многоосный автомобиль основного его преимущества — полнопроводности, как следствие, снижаются экономичность, проходимость, устойчивость по заносу и другие эксплуатацион­ные качества.                        

При работе обычного конического дифференциала (относительном вращении полуосей) имеют место некоторые по­тери мощности на преодоление сил трения внутри механизма, В основном это трение полуосевых шестерен и сателлитов о корпус и сателлитов о пальцы крестовины. При точных расчетах эти виды трения следует учитывать. Потери мощности на трение в зацеплении зубьев шестерен и во втулках полуосевых шесте­рен за малостью в наших  расчетах не учитываются. Как показал опыт, в  обычном коническом дифференциале после его приработки (после 10—15 тыс. км пробега) коэффициент бло­кировки составляет величину порядка 1,07—1,10.

На базе обычного конического дифференциала может быть создана простая схема  блокирующегося дифференциала,  названная условно дифференциалом с повышенным внутренним трением.

Рисунок 1- Дифференциал с повышенным внутренним трением

 

На рисунке 1 показан дифференциал, созданный по такой схеме.  В этом механизме между полуосевыми шестернями и корпусом уста­новлены дисковые муфты. Диски с наружными зубьями связаны с  корпусом,  а  диски  с  внутренними  зубьями - с  полуосевыми шестернями. При относительном вращении полуосей силы трения, возникающие в муфтах и в других элементах трения, со­здают блокирующие свойства механизму. Диски муфт сжи­маются под действием осевых сил, возникающих в зацеплении полуосевых шестерен с сателлитами.

Тип выбранной трансмиссии существенно влияет на выравни­вание тормозных моментов на колесах и, как следствие, на ус­тойчивость движения при торможении многоосного автомобиля.

Поскольку на выбор оптимальной схемы трансмиссии и ее работу кроме общих конструктивных решений оказывают влия­ние другие конструктивные эксплуатационные и дорожные фак­торы, исходить при выборе общей схемы автомобиля из схемы трансмиссии вряд ли целесообразно. Схему трансмиссии следует выбирать по разработанной методике, исходя из заданной общей схемы автомобиля и преимущественных условий его эксплуа­тации.