Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 201

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

где ось а 2, . t &„ — коэффициенты продолжительности работы подшипника на данной передаче; ßx, ßä, . . . . ß„ — коэффициенты, представляющие отношение средних оборотов подшипника на данной передаче к средним оборотам на основной передаче; R nl,

R n2 , . .

R nn — приведенная радиальная нагрузка на подшип­

ник для

данной передачи.

За эквивалентное число оборотов пэкв принимается число обо­ ротов подшипника (вала), соответствующее средней скорости движения автомобиля на основной (прямой) передаче.

Для легковых автомобилей принимается средняя скорость 35—40 км/ч, для грузовых 35—30 км/ч.

Коэффициент работоспособности подшипника определяется по

формуле

 

 

 

c = U

^ M

0'3.

(VI.32)

где kK— коэффициент, учитывающий, какое кольцо подшипника вращается; — динамический коэффициент; kx — коэффициент, учитывающий влияние температурного режима на долговечность подшипника.

Если вращается внутреннее кольцо, то для всех типов под­ шипников ksl— 1. При вращающемся наружном кольце для сфе­ рических подшипников kK= 1,1, а для остальных типов kK= = 1,35.

При расчете подшипников трансмиссии от коробки передач до ведущей шестерни главной передачи динамический коэффици­

ент

k6 — 1,

а, начиная с ведомой шестерни главной передачи,

К =

1.5-

 

 

Время работы на передачах в зависимости от типа автомобиля

и условий

эксплуатации выбирается

по данным табл. IV. 1.

 

 

§ 29. РАЗДАТОЧНЫЕ

КОРОБКИ

Раздаточные коробки служат для раздачи мощности несколь­ ким ведущим мостам многоприводных автомобилей (см. рис. II. 13).

Часто раздаточную коробку объединяют в одном механизме с дополнительной, как правило, двухступенчатой коробкой пере­ дач. Такой механизм называют раздаточная и дополнительная коробки или сокращенно раздаточная коробка.

К конструкции такого механизма предъявляются два требо­ вания.

1. Увеличение крутящего момента при включении понижающей (первой) передачи и его распределение между ведущими мостами должно обеспечивать полное использование силы тяги по сцепле­ нию колес с дорогой.

2. При движении автомобиля в его трансмиссии не должно возникать циркулирующей мощности.

Первому требованию наиболее полно отвечают раздаточные коробки с блокированным приводом. На рис. V I.15, а показана схема трехвальной раздаточной коробки автомобиля ЗИЛ-131,6

6

Н . А. Бухарин

161


трансмиссия которого выполнена по схеме на рис. 11.13, д, а на рис. VI. 15, б схема раздаточной коробки автомобиля ГАЗ-66 (см. рис. 11.13, в). У коробки автомобиля ЗИЛ-131 выходные валы вращаются в одном, а у коробки автомобиля ГАЗ-66 в про­ тивоположных направлениях. В конструктивном отношении пер­ вая несколько проще, имеет меньше шестерен н подшипников. Однако механизм переключения оказывается сложнее, так как включение передач производится двумя отдельными муфтами.

Блокированный привод обеспечивает полное использование силы сцепления колес передней и задней осей во всех случаях движения.

Однако он не отвечает второму требованию. Если колеса одной оси проходят путь больший, чем за то же время прошли колеса другой оси (поворот, движение по неровной дороге), то на забе­ гающей оси возникает тормозная сила, которая уравновеши­ вается приращением силы тяги отстающей оси. В результате в трансмиссии возникает циркулирующая мощность.

Циркулирующая мощность создает дополнительные нагрузки на механизмы силовой передачи, увеличиваетих износ и износ шин. Отключение привода переднего моста исключает условия ее возникновения, но приводит к уменьшению сцепного веса.

Второму требованию отвечают раздаточные коробки с меж­ осевым дифференциалом (рис. V I.16).

При наличии межосевого дифференциала выходные валы могут вращаться с неодинаковой угловой скоростью. Распределение крутящих моментов между валами привода переднего и заднего мостов определяется внутренним передаточным числом дифферен­ циала (см. гл. X).

162

Чтобы полностью использовать силу сцепления колес с доро­ гой, распределение крутящих моментов между осями должно соот­ ветствовать распределению осевого веса.

2

Рис. VI. 16. Раздаточная коробка с межосевым дифференциалом:

1 — первичный вал; 2 — муфта переключения передач; 3 — коронная шестерня; 4 — вал привода задних мостов; 5 — ведомая шестерня. 6 — корпус дифференциала; 7 — солнеч­ ная шестерня; 3 — вал солнечной шестерни; 9 — вал привода переднего моста; 10 — муфта; 11 — сателлиты; 12 — промежуточный вал

Если при движении автомобиля у колес одной оси уменьшится осевой вес или коэффициент сцепления, они начнут пробуксо­ вывать.

Чтобы исключить раздельное буксование колес, дифференциал снабжен муфтой блокировки 10.

6*

163


Расчет раздаточных коробок производится по тем же форму­ лам, что и основных коробок передач. Допускаемые напряжения несколько выше, так как раздаточная коробка большую часть времени работает на прямой передаче. Выходные валы и устано­ вленные на них шестерни рассчитываются по моменту сцепления колес с дорогой.

Список литературы к гл. VI

1.Б е й з е л ь м а и Р. Д ., Ц ы п к и н Б. В. Подшипники качения. Спра­ вочник. Л.—М., Машгиз, 1959, 608 с.

2.Г а п о я н Д. Т. Фрикционы автоматических коробок передач. М., «Ма­ шиностроение», 1966, 166 с.

3.

Г и н ц б у р г

Л.

Л., Е с е н о в с к и й- Л а ш к о в

Ю. К., П о -

л а к

Д. Г. Сервоприводы и автоматические агрегаты автомобилей. М., «Транс­

порт»,

1968, 192 с.

И. И. Коробки передач. М., Машгиз, 1960, 360 с.

4.

Д ы м ш и ц

5.

К р а с н е и ь к о в

В. И., Е г о р к и н В. В. Синхронизаторы в с4упен-

чатых трансмиссиях. М., «Машиностроение», Т967, 197 с.

А. К- Шасси

6.

Л и т в и н о в

А. С., Р о т е н б е р г Р. В., Ф р у м к и н

автомобиля. М., Машгиз, 1963, 503 с.

передач. М.,

7.

X е л ь д т

П. М. Автомобильные сцепления и коробки

Машгиз, 1960, 440

с.

 

 

 

Г Л А В А VII

БЕССТУПЕНЧАТЫЕ ПЕРЕДАЧИ

§ 30. ТРЕБОВАНИЯ К БЕССТУПЕНЧАТЫМ ПЕРЕДАЧАМ. КЛАССИФИКАЦИЯ

К бесступенчатым относятся такие силовые передачи, которые позволяют в известных пределах непрерывно изменять на ведущих колесах автомобиля момент и угловую скорость так, что с увели­ чением скорости автомобиля уменьшается на его колесах сила тяги, и наоборот. Мощность двигателя при этом, если водитель не изменяет положение педали подачи топлива, может оставаться постоянной. Следовательно, бесступенчатые передачи (БСП) при­ ближают тяговую характеристику автомобиля к идеальной гипер­ болической. Изменение момента и угловой скорости на ведущих колесах автомобиля происходит за счет влияния дорожных усло­ вий (сил сопротивления движению) и осуществляется или авто­ матически или путем воздействия на БСП специальных регули­ рующих органов.

При наличии БСП двигатель автомобиля в состоянии рабо­ тать в установившихся условиях на одном из выбранных режимов, что благотворно сказывается на повышении его моторесурса. В качестве такого режима может быть выбран, например, режим максимальной мощности (Mmmax, nN), на котором дополнительно достигается также увеличение производительности автомобиля. Бесступенчатые передачи существенно облегчают труд водителя и повышают техническую культуру управления машиной, обес­ печивают получение высоких тягово-динамических качеств авто­ мобилей (высокие средние скорости движения), исключают по­ явление в силовой передаче вибраций и ударов (для передач гидравлического типа), оказывают положительное влияние на увеличение проходимости в тяжелых дорожных условиях (за счет непрерывного и плавного подвода к ведущим колесам момента и уменьшения возможности их буксования).

Однако БСП в общем случае по сравнению с обычными сту­ пенчатыми более сложны по конструкции и дороги, требуют совершенной технологии производства и тщательного техниче­ ского контроля и обслуживания, имеют чаще всего более низкий к. п. д.

Бесступенчатые передачи с каждым годом находят все более широкое применение в силовых передачах автомобилей и являются

165


перспективными. В табл. VI 1.1 приводится классификация основ­ ных типов БСП.

КБСП предъявляются следующие основные требования.

1.Широкий диапазон регулирования факторов мощностного потока, при которых возможны высокие тягово-динамические качества автомобилей. Диапазон регулирования по моменту для

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а V I I . 1

 

 

Классификация

бесступенчатых (БСП)

передач

 

Классификация

Т и п ы бесступенчатых (БСП) передач

 

 

 

 

Гидравлические:

 

 

 

 

 

гидродинамические

 

 

 

 

гидрообъемные

(гидростатические)

Способ

преобразования

Электрические:

 

на постоянном токе

мощности (М,кшт ) первичного

двигателя

 

 

» переменном

»

 

 

 

 

 

 

 

 

Механические:

 

 

 

 

 

фрикционные

 

 

 

 

 

импульсные

 

Способ использования мощ­

Без разделения потока мощности первич­

ного двигателя (однопоточные передачи)

ности

первичного

двигателя

(ДВС)

 

 

 

С разделением потока мощности первично­

 

 

 

 

го двигателя (двухпоточные передачи)

 

 

 

 

Саморегулируемые

с внутренней автома­

Способ регулирования фак­

тичностью

 

торов

мощности

первичного

С принудительным регулированием за счет

двигателя

 

 

внешнего воздействия

 

 

 

 

 

Комбинированный

способ регулирования

разных типов БСП примерно равен 2,0—5,5, а рабочий диапазон

регулирования

скорости, в пределах

которого к. п. д. передачи

не ниже 0,75,

в среднем составляет

2—4.

2. Высокий к. п, д. в рабочем диапазоне оборотов выходного вала. Для выполненных конструкций БСП максимальный к. п. д.

пока недостаточно высок и в среднем равен г|ттах =

0,80 — 0,87.

3. Малый удельный вес Б КП (вес на единицу

передаваемой

мощности). Этот показатель также пока для большинства типов БСП значительно (в 2—5 раз) уступает обычным ступенчатым коробкам передач.

16(3


4.Достаточная прозрачность І5СП, позволяющая более полно использовать приспосабливаемость первичного двигателя и тем самым улучшить тягово-динамические качества машин.

5.Простота и надежность действия органов регулирования БСП, способных приблизить тяговую характеристику автомоби­

лей к идеальной.

§ 31. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ (ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ)

Общие свойства гидродинамических трансформаторов (ГДТ)

В ГДТ передача механической энергии с ведущего вала на ведомый осуществляется за счет гидродинамического напора рабочей жидкости, циркулирующей в замкнутом контуре лопаст-

Рііс. VII. 1. Схема гидротрансформатора и его каноническая характе­ ристика

ных колес. В простейшем виде ГДТ состоит минимум как из трех рабочих колес — насоса Я, турбины Т и направляющего аппарата НА (рис. VI 1.1. а).

В отличие от лопаток насоса, выполняемых практически ради­ альными, лопатки турбины и направляющего аппарата профили­ руются изогнутыми и имеют специальную форму поперечного сечения. Трансформация момента на ведомом вале обеспечивается исключительно НА, позволяющим использовать на турбине не только активный гидродинамический напор, но и реактивный. Поэтому направляющий аппарат называется также реактором.

167

Для любого из режимов, работы гидротрансформатора алгеб­ раическая сумма моментов всех его лопастных колес всегда равна нулю:

Мм„ - м т= о,

где М п, М н а, М т — моменты

на насосном колесе, направляю­

щем аппарате и турбине соответственно.

 

 

 

 

Основными оценочными параметрами ГДТ являются коэффи­

циент трансформации

kT и

к. п. д.

Они

равны:

 

 

' — ^ т

I J

М и . а .

 

 

 

 

т

м „ —

 

м „

 

 

 

(VII.l)

 

11т

МТПТ

kTi.

Н>

 

 

 

 

Мпп„ -

 

 

 

 

где t'T н = n jn l{— передаточное

отношение

ГДТ.

 

 

Как видно, если мощность, потребляемая насосом, при работе

ГДТ постоянна (Nn = const

при ЛІ,, =

const),

то

коэффициент

трансформации зависит

только

от

величины

момента

на НА,

т. е. M wа. В этом отношении роль

НА идентична

роли

картера

обычной ступенчатой коробки передач. Направляющий аппарат наряду с тем, что он позволяет на турбине реализовать реактив­ ный момент, может решать в зависимости от типа ГДТ и ряд других задач:

увеличить за счет снижения гидростатического напора потока кинетическую энергию жидкости в круге циркуляции (каналы выполнены на выходе сужающимися);

развертывать закрученный турбиной поток жидкости и пода­ вать его в насос под первоначальным углом входа;

обеспечить реверс (обратный ход турбины). Гидродинамический трансформатор относится к числу автома­

тических и не требует для себя никаких дополнительных регули­ рующих органов. В этом заключается их главное достоинство по сравнению с другими типами бесступенчатых коробок передач. Нетрудно доказать, что момент на турбине в общем случае равен (рис. V II.1, а, б):

Мг =

~~~ (^3cos ß3r3 +

o2cos а 2г2— coTr|),

(VI1.2)

где Q — расход жидкости в круге

циркуляции, м3/с; у — удель­

ный вес рабочей

жидкости, Н/м3 (кгс/м3); g — ускорение силы

тяжести, м/с2; w3

— относительная скорость жидкости

на выходе

из турбины, когда пт= 0, м/с; ß3— угол профиля лопатки тур­ бины на выходной кромке; ѵ2— абсолютная скорость потока жидкости на входе в турбину (на выходе из насоса), м/с; а 2 — угол входа жидкости на лопатки насоса (угол выхода жидкости из насоса); сот — угловая скорость турбины, І/с; г г — радиус насоса на входе (точка 1)\ г2, г3— радиусы турбины на входе (точка 2) и выходе (точка 5) соответственно, м.

168