Применение П-образной разнесённой главной передачи в конструкциях ведущего моста в автомобилестроении

По дорогам нашей необъятной Родины двигаются миллионы автомобилей. И каждый из них по своему уникален : один - быстрый, второй – большой, третий – просто красивый. Автомобиль может быть разным, перечислять можно до бесконечности его свойства. Но любое транспортное средство нужно всегда рассматривать в контакте с опорной поверхностью. В нашем случае это дороги различных покрытий, начиная от современных асфальтов, заканчивая труднопроходимыми болотами и горами. В связи с этим необходимо конкретный автомобиль приспособить к конкретным условиям. Для этого применяют различные конструкции подвесок, трансмиссий и т.д. Одним из таких является изменение дорожного просвета, позволяющее изменить тяговые-скоростные показатели автомобиля. Портальные мосты были придуманы как раз для этих целей в годы Второй Мировой Войны.

П-образные(портальные) мосты— это мосты, имеющие не только центральный редуктор, но и бортовые (колесные) редукторы, которые поднимают(опускают) ось балки моста выше(ниже) оси колесной ступицы, т.е. двойные разнесённые главные передачи с применением бортовых (колесных)редукторов.

Рисунок 1. Кинематическая схема разнесенной главной передачи

Конструкции разнесенных главных передач целесообразно применять на автомобилях повышенной проходимости или на автобусах. В первом случае увеличивается дорожный просвет, что влечет за собой увеличение проходимости. Во втором снижается уровень пола, что необходимо для быстрой и удобной посадки пассажиров в салон.

П-образные мостовые конструкции выполняются в виде центрального редуктора с конической или гипоидной передачей, общего для обоих колес автомобиля, и бортовых редукторов, расположенных у колеса, или колесных редукторов, размещенных непосредственно в колесе. В случае, если колесо и ведомая шестерня редуктора вращаются как одно целое, говорят о колесных редукторах. Если же крутящий момент от ведомой шестерни передается на вал, а потом уже на колеса, то такая передача называется бортовой.

Рисунок 2. Схема портального моста:

5-Центральная главная передача, 6-Бортовой редуктор, 7-Полуось

Центральный редуктор по конструкции ничем не отличается от одинарной конической или гипоидной передачи.

Колесные или бортовые редукторы могут представлять собой пару цилиндрических шестерен с наружными или внутренним зацеплением или планетарный редуктор.

Рисунок 3. Бортовая передача (а) и колесный редуктор(б)

Бортовая (рис. 3,а) или колесная(рис. 3,б) передача с цилиндрическими шестернями наружного зацепления дает возможность конструктору применять различные компоновочные схемы. Расположение ведущей шестерни ниже ведомой (рис. 3,б) позволяет более низко расположить пол кузова, а следовательно, и в центр тяжести автомобиля. Такая конструкция применяется главным образом для автобусов.

Расположение ведущей шестерни на одном уровне с ведомой(рис.3,а) обуславливает достаточно большой дорожный просвет под центральной главной передачей и достаточно низкое расположение центра тяжести кузова.

Наибольшее увеличение дорожного просвета получается в случае применения колесной передачи, у которой ведущая шестерня расположена над ведомой.

В качестве центральной передачи в таких конструкциях применяются гипоидные передачи.

Рисунок 4. Гипоидная главная передача:

а)поверхности гиперболоида вращения; б)схема зацепления

Центральная главная передача – гипоидная. Гипоидная передача повышает плавность зацепления, снижает шум от работы заднего моста и обеспечивает передачу большего крутящего момента в сравнении со спиралью конической передачи. Кроме того, гипоидная главная передача снижает высоту карданной передачи, а значит и пола кузова, вследствие чего достигается более удобное размещение пассажиров в кузове и частично снижается центр тяжести автомобиля, что повышает его устойчивость. Размеры главной передачи с круговыми зубьями меньше, так как меньше диаметр шестерни. Число ее зубьев может быть доведено до z₁ = 5…6. Применяемый   в   этих   передачах   угол   наклона   b   =  30…40° позволяет повысить   число   зубьев,   одновременно   находящихся   в   зацеплении,   по  сравнению с этим параметром прямозубых передач. Это обеспечивает снижение давления и динамических нагрузок на зуб, а также повышение износостойкости.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что П-образная конструкция моста, имеет как  преимущества (увеличение проходимости, уменьшение нагрузок на центральный редуктор, увеличение силы тяги, возможность установки колес большего размера), так и недостатки (большая масса, трудности компоновки и высокая стоимость). Поэтому необходимо учесть все основополагающие факторы и делать выводы о рациональности применения П-образных конструкций в конкретных случаях.