Файл: Артамонов, М. Д. Основы теории и конструкции автомобиля учебник.pdf

трения d упругих элементах, простота изготовления и отсутствие необходимости в уходе. Долговечность торснонов меньше, а изго­ товление их несколько сложнее, чем пружин. Вместе с тем, при применении торсионов более благоприятно распределяются на­ грузки между элементами рамы и уменьшается масса пеподрессоренных частей, так как часть массы торсионов относится к под­ рессоренной массе автомобиля.

Пневматическая подвеска состоит из систем, служащих для сжатия воздуха и регулирования упругой характеристики под­ вески, а также из упругих элементов и вспомогательных приборов. Обычно пневматическую подвеску выполняют по следующей схеме. На автомобиль устанавливают компрессор, нагнетающий воздух в резервуар под давлением 0,6—1,2 Мн/м2. Из резервуара

Рпс. 119. Независимые подвески:

а — схема ппевматнческого упругого элемента; б — схема торсионной подвески; 1 — поршневая группа; 2 — корпус; з — диафрагма; 4 — рычаг; 5 — поворотная цапфа; в — стержневой торсион; 7 — трубча­ тый торснон

сжатый воздух поступает к упругим элементам (рис. 119, о), представляющим собой связанные с подрессоренной массой кор­ пуса 2, внутри которых находится поршневая группа 1, соединен­ ная с неподрессоренной массой. Корпус и поршневая группа соединены между собой диафрагмой 3, что обеспечивает надежное уплотнение и уменьшает трение между частями упругого эле­ мента. При наезде на неровность колесо поднимается, воздух при этом дополнительно сжимается, что смягчает удар, воспри­ нимаемый кузовом. Специальный регулятор обеспечивает при различной нагрузке автомобиля одинаковое расстояние между колесом и рамой автомобиля.

К преимуществам пневматической подвески можно отнести: высокую плавность хода, которую она обеспечивает благодаря небольшой жесткости и благоприятному характеру изменения упругой характеристики; возможность регулирования в широких пределах жесткости подвески; поддержание постоянной высоты кузова при всех значениях статических нагрузок; воспринимае­ мых упругими элементами; возможность изменения высоты рас-

267

Глава XVII

ТИПЫ ТРАНСМИССИИ

Автомобильные трансмиссии могут быть механическими, гидроме­ ханическими и электромеханическими.

Наибольшее распространение получила механическая транс­ миссия, состоящая из сцеплепия, коробки передач, карданной передачи и ведущего моста, взаимное расположение которых зависит от компоновки автомобиля.

При переднем расположении двигателя и приводе на задние колеса (рис. 120, а) можно обеспечить равномерное распределение нагрузки между осями, но необходимо установить длинный кар­ данный вал. В случае расположения двигателя в передней части автомобиля и привода на передние колеса (рис. 120, б) получается более компактная трапсмиссия, так как отпадает необходимость в карданной передаче, а сцепление и коробку передач можно объ­ единить с ведущим мостом. Однако применение такой трансмиссии ограничено из-за ухудшения динамичности автомобиля на подъеме, что вызвано уменьшением сцепного веса в результате перерас­ пределения нагрузок на оси.

Заднее расположение двигателя (рис. 120, в), которое приме­ няют на некоторых легковых автомобилях и автобусах, обеспе­ чивает хорошую обзорность дороги, а также надежную изоляцию двигателя от салона для пассажиров, вследствие чего умень­ шаются шум и проникновение в салон отработавших газов. Недо­ статок подобной компоновки заключается в сложности управления двигателем, коробкой передач и сцеплением, так как они распо­ ложены на значительном расстоянии от водителя. Кролю того, при такой компоновке водитель и передний пассажир находятся близко от передней стенки автомобиля и в случае столкновения или паезда на препятствие могут получить тяжелые телесные повреждения.

Большим разнообразием отличаются механические трансмиссии автомобилей повышенной проходимости. У двухосного автомо­ биля с приводом па обе осп (рис. 121, а) в трансмиссию, кроме обычных для автомобиля с приводом на задние колеса сцепления 1, коробки передач 2, карданной передачи 3 и заднего ведущего моста 4, входят также раздаточная коробка 5 (рис. 121, а), иногда совмещенная с дополнительной коробкой, карданная передача 6

269

и передний ведущий мост 7, имеющий дополнительно к обычным для ведущего моста механизмам шарниры равных угловых ско­ ростей 8.

Трехосные автомобили с приводом па все оси, кроме пере­ численных агрегатов, имеют еще один ведущий мост 10, связан­ ный карданной передачей 9 с раздаточной коробкой 5 (рис. 121, в) или со средним ведущим мостом (рис. 121, б).

S)

6)

Рпс. 120. Компоновка элементов механических транс­ миссий легковых автомобилей:

а —. двигатель спереди, приводна задние колеса; б — двига­ тель спереди, природ на передние колеса; в — двигатель сзади, привод на задние колеса

На автомобилях повышенной проходимости часто устанавли­ вают межосевой дифференциал, распределяющий крутящий мо­ мент поровну между средним и задним ведущим мостами и тем самым, исключающий их перегрузку.

Механическая трансмиссия надежна и имеет высокий к. п. д., что явилось причиной ее широкого распространения. Вместе с тем, она имеет и ряд недостатков, заставляющих конструкторов при проектировании трансмиссии искать принципиально новые реше­ ния. Так, при переключении передач поток мощности от двига­ теля к ведущим колесам разрывается. При этом автомобиль дви­

270

жется замедленно, вследствие чего ухудшается динамичность разгона. Выбор передачи и момента ее включения зависят от ква­ лификации водителя, что не позволяет достаточно полно исполь­ зовать возможности, заложенные в конструкцию автомобиля. Механические трансмиссии многоприводных автомобилей полу­ чаются громоздкими и тяжелыми, а работа их сопровождается

Рис. 121. Механические трансмиссии грузовых автомоби­ лей повышенной проходимости:

ведущий мост; 5 — раздаточная коробка; 7 — передний ведущий мост; 8 — шарнир равных угловых скоростей; 10 — второй заднпй ведущий мост

шумом. У фрикционных сцеплений, входящих в механическую трансмиссию, быстро изнашиваются накладки ведомых дисков, что приводит к частым регулированиям и ремонту сцепления. Частично указанные недостатки могут быть устранены сочета­ нием механической трансмиссии с гидравлическим или электри­ ческим устройством.

Гидравлические агрегаты, принцип действия которых основан на использовании кинетической энергии жидкости, обеспечивают

271

плавность п бесшумность работы трансмиссии, а также гасят возникающие в ней крутильные колебания.

Гидромехапическая трансмиссия автомобиля содержит гидро­ муфту или гидротрансформатор.

Гидромуфта плавно передает крутящий момент от двигателя к коробке передан, облегчая .работу фрикционного сцепления.

Рассмотрим принцип работы гидромуфты. Зальем жидкость в сосуд с перегородками и начнем его вращать. Жидкость будет отбрасываться вверх и в стороны (рис. 122, а). Если прикрыть

Рис. 122. Схемы работы гидромуфты .и ее основные детали:

а н б — схемы работы гидромуфты; в — основные детали гидро­ муфты; 1 — зубчатый венец маховика; 2 — передняя часть кор­ пуса; з — насос; 4 — турбина; 5 — задняя часть корпуса

•сосуд крышкой с такими же перегородками (рис. 122, б), то жид­ кость, ударяясь о перегородки крышки, начнет увлекать ее за собой и затем плавной струей стекать в сосуд. Таким образом,

вгидромуфте нет жесткой связи между ведущими и ведомыми частями, что обеспечивает плавную передачу крутящего момента.

Детали автомобильной гидромуфты показаны на рис. 122, о.

Кпередней части 2 корпуса гидромуфты приварен насос 3 с радиальио расположенными лопатками. Заднюю часть 5 корпуса при сборке гидромуфты приваривают к передней после установки

вкорпус турбины 4, также имеющей радиальные лопатки. Корпус жестко связан с коленчатым валом двигателя, а турбина — с пер-

272

впчным валом коробки передач. В корпус через отверстие, закры­ ваемое пробкой, заливают маловязкое турбинное масло.

При небольшой угловой скорости насоса кинетическая анергия жидкости невелика и, если включена передача, турбина остается неподвижной. В этом случае происходит проскальзывание гидро­ муфты. С повышением угловой скорости пасосов крутящий момент, передаваемый турбине, увеличивается, автомобиль трогается с места и плавно разгоняется. Так как нагрузка двигателя воз­ растает при этом постепенно, то разгон автомобиля с места можно начинать на второй передаче. Вследствие проскальзывания гидро­ муфты автомобиль может двигаться с небольшой скоростью на прямой передаче, в результате чего уменьшается число переклю­ чений передач и облегчается управление автомобилем. Однако разъединить двигатель и трансмиссию с помощью гидромуфты невозможно, так как даже при небольшой угловой скорости насоса и выключенной передаче турбина продолжает вращаться. ' Следовательно, гидромуфта не обеспечивает безударного пере­ ключения шестерен и поэтому ее устанавливают вместе с фрик­ ционным сцеплением.

Если во время движения автомобиля водитель, не выключая передачи, прикроет дроссельную заслонку, то угловая скорость турбины окажется больше угловой скорости насоса. Жидкость, увлекаемая турбиной, ударяясь о лопатки насоса, начнет уско­ ренно вращать коленчатый вал. Тормозной момент, приложенный в этом случае к ведущим колесам, обеспечивает более быструю остановку автомобиля. Однако эффективное торможение двигате­ лем автомобиля, имеющего гидромуфту, возможно лишь при дви­ жении со скоростями, большими 7—8 м/с, что является недостат­ ком гидромуфты.

Гидротрансформатор плавно и автоматически изменяет пере­ даточное число трансмиссии, избавляя водителя от необходимости переключать передачи. Он устроен так же, как и гидромуфта, но отличается от нее числом рабочих колес и криволинейной формой лопаток. Схема гидротрансформатора показана на рис. 123, а. Коленчатый вал 1 двигателя жестко связан с корпусом 9 и насо­ сом 3. Турбина 2 соединена с первичным валом 7 коробки передач. Между насосом и турбиной расположен реактор 4. Внутренняя полость гидротрансформатора заполнена маловязким маслом, утечку которого предотвращает сальник 8.

При вращении коленчатого вала масло, захватываемое насо­ сом, отбрасывается под действием центробежной силы к наруж­ ному краю колеса насоса и, ударяясь о лопатки турбины, при­ водит ее в движение. Из турбины масло поступает в реактор 4, изменяющий направление потока жидкости, а затем снова — в насос.

При медленном вращепии турбины жидкость, поступающая в реактор, ударяясь об его лопатки с внутренней стороны, стре­ мится повернуть реактор в сторону, противоположную вращению

273

насоса и турбины, с силой Pv (рис. 123, б). При этом сила Р р направлена в ту же сторону, что и сила Р„, действующая на насос, и в противоположную сторону по сравнению с силой Рг, действую­ щей на турбину. Момент силы Р-:, приложенной к турбине, равен сумме моментов сил Рн и Рр. Таким образом, момент на первичном валу коробки передач оказывается больше момента двигателя. С увеличением сопротивления движению автомобиля угловая скорость турбины уменьшается. Давление жидкости на реактор увеличивается, в результате чего автоматически возрастает кру­ тящий момент па турбине, а следовательно, и тяговая сила на ведущих колесах автомобиля.

С увеличением угловой скорости турбины из-за уменьшения нагрузки двигателя жидкость, поступающая из турбины, ударяет

;

Рис. 123. Схемы устройства гидротрансформатора и его работы:

а — схема устройства гидротрансформатора; б и в — схемы работы гидротрансфор­

в лопатки реактора с внешней стороны (рис. 123, в). Сила Pv изменяет свое направление, в результате чего крутящий момент на турбине становится равным разности моментов сил Рн и Рт. Следовательно, крутящий момент на первичном валу оказывается меньше крутящего момента двигателя. Чтобы избежать чрезмер­ ного уменьшения момента, реактор 4 соединяют с неподвижной втулкой- 6 с помощью муфты 5 свободного хода. Когда угловая скорость турбины меньше угловой скорости насоса, муфта 5 заклинивает реактор иа втулке, и поэтому он остается неподвиж­ ным (не вращается). Когда угловые скорости турбины и насоса выравниваются, муфта расклинивает реактор, и он начинает вращаться в ту же сторону, что и турбина. Лопатки реактора при этом не изменяют направления потока жидкости, уменьшение момента прекращается, и гидротрансформатор работает как гидромуфта.

Недостатками гидротрансформатора являются малый к. п. д., большая масса и невозможность увеличения крутящего момента более чем в 2,5—3 раза. Чтобы увеличить момент, приходится

274