Басты беріліс, дифференциал және жартылай өс. Олардың атқаратын қызметі
Автомобильде жылдам жүрісті, қуатты қозғалтқыштар қолданады. Олардың айналу жылдамдығын басты беріліс бірнеше есе азайтып, доңғалақтарға береді. Доңғалақтардың қозғалу қажеттілігіненмомент төмен болып келеді. Немесе, айналдыру моментін көбейтіп, қозғалтқыштарда айналу жылдамдығын азайтады, сөйтіп жетекші доңғалақты қозғалу тарту күшінің қажетті деңгейіне жеткізеді.
2 – сурет. Басты берілістердің сыныпталуы
Басты беріліс оған келген айналдыру моментін үлкейтеді және оны дифференциал арқылы жартылай өсьтерге береді, ал жартылай өстер автомобильдердің көлденең өсіне тура бұрыш жасай орналасқан. Құрылымдық жағынан басты беріліс тісті және шиыршықты болып жасалады бірақ автомобильдерде негізінен басты тісті берілісті қолданады, ал тісті берілістер бірлік және екілік болып бөлінеді. Жеңіл автомобильдерде негізінен бірлік басты берілісті қолданады, ал жүктік автомобильдерде бірліктікпен қатар екілік басты берілісті қолданады. Басты берілістің жалпы сыныпталуы 1 – суретте көрсетілген. Басты берілістің жетекші сипаттамасы беріліс саны болып табылады және де көп автомобильдерде беріліс саны 4-9 арасында болады. Бұл көрсеткіш автомобиль үшін, оның массасына, қозғалыс қуатына, тез жүргіштігіне тікелей байланысты болады.
Бірлік басты беріліс (2а - сурет) бір жұп конустық тісті доңғалағын қамтиды және оның шиыршықты тістері бар. Айналдырушы момент бір кардан берілісінен жетекші конустық тісті доңғалақта беріледі, ал одан жетеленуші тісті доңғалаққа беріледі, содан кейін ол арнайы механизм (дифференциал) мен жартылай өстер арқылы айналу моментін автомобильдің жетекші доңғалағына береді.
Тісті доңғалақтардың өстері қиылысқан болуы мүмкін. Мұндай бірлік басты беріліс спиральды тістері иеленеді.
Егер тісті доңғалақтардың беріліс өстері ығысқан болса, бірлік беріліс гипоидты деп аталады (2б - сурет). Мұндай басты берілісте тісті доңғалақтың және доңғалақтың тістері арнайы форманы және арнайы тістің қисаюы байқалады, ол конустық тісті доңғалақтың өсін С арақашықтығына дейін төмендетуге мүмкіндік береді ол 30-42 мм-ге тең.
Тісті доңғалақтары гипоидты іліністегі басты берілістің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін шанақ еденін кардан берілісін төмен орналастыруға болады, бұл кезде автомобильдің массалар ортасы төмендейді. Гипоидты берілісте басқа конусты беріліске қарағанда бір мезетте көп тістер саны іліністе болады, нәтижесінде оның тісті доңғалақтары сенімдірек, жай жүрісті және шусыз жұмыс істейді.
2 – сурет. Басты берілістің сұлбасы
Гипоидты берілістің кемшілігіне тістердің көлденең сырғаанауын жатқызуға болады, ол кезде жылу бөліну болады. Мұның нәтижесінде, тістердің жанасқан беттерінен майды сығып итеру болады және бұл уақытта май сұйылып, өз кезегінде жанасқан беттердің тез тозуына алып келеді. Бұл құбылысты болдырмау үшін арнайы тозуға қарсы қоспасы қосылған арнайы трансмиссионды майды пайдаланады.
ГАЗ - 3309 және ГАЗ - 3307 автомобильдерінің басты берілістері (3 – сурет) басты гипоидты беріліс артқы картерінде орналастырылған. Жетекші тісті доңғалақ (5) жетекші білікпен (4) біртұтас етіп жасалып екі роликті – конусты мойынтіректерде (1) айналады. Роликтердің арасында керуші төлке (3) орнатылған. Дифференциалдың қорабында сомындармен жетеленуші тісті доңғалақ (6) орналасқан. Жетекші біліктің (4) шлицтерінде бұрандамамен бұралыпотырғызылған ернемек бар, ол ернемекке кардан білігі топсасының ернемегі келіп жалғасады. Сальник (2) жетекші білік жағынан басты берілістің картеріндегі майдың ағып кетпеуін қамтамасыз етеді.
– сурет. ГАЗ - 4738 автомобилінің басты берілісі: 1-мойынтірек; 2-сальник; 3-керуші төлке; 4-жетекші білік; 5-жетекші тісті доңғалақ; 6-жетеленуші тісті доңғалақ; 7-артқы белдік картері.
ГАЗ - 4738 автомобилінің басты беріліс қорабымен бірігіп бір картерде орналасқан және қисық тістері бар цилиндрлік тісті доңғалақтар жұбынан тұрады. Жетекші тісті доңғалақ беріліс қорабының жетеленуші білігімен біртұтас етіп жасалған, ал жетеленуші тісті доңғалақ дифференциал қорабының қақпағына сомындар арқылы бекітілген. Басты беріліс қорабында қолданылатын майлау майы қолданылады.
Екілік басты беріліс ол конустық тісті доңғалақтың екі жұбынан тұрады. Құрылымдық жағынан орталық картерде болады, немесе тісті доңғалақтың шығарылған әр жұбы бөлек орналасады. Шығарылған екілік басты беріліс артқы белдікте орнатылатын конусты тісті берілістен және доңғалақтық бәсеңдеткіштер цилиндрлік тісті берілістерінен құралған.
Екілік орталық беріліс конусты және цилиндрлі тісті доңғалақтың жұбын иеленеді. Цилиндрлік тісті доңғалақтар тура және қиғаш тісті болады, ал конусты тісті доңғалақтар шиыршықты тісті иемденеді. Айналдырушы момент жетекші конустық тісті доңғалақтан цилиндрлік тісті доңғалақ арқылы жетеленушіге беріліп, жетеленетін бір білікте орналасады да, цилиндрлік тісті доңғалаққа айналдыру моментін береді. Екілік басты берілісті бірлік басты беріліспен салыстырғанда, көбірек механикалық беріктікті иемденеді және беріліс санын жетекші белдіктің астындағы үлкен жолдық көріністі бере отырып беріліс санын арттыруға болады, сондай-ақ жолдық көрініс артқан сайын автомобильдің жүргіщтігі артады.
Екілікті шығарудың басты берілісі кейбір автобустармен үлкен жүк көтергіштігі автомобильдерде қолданылады.
Дифференциал
Автомобильдің бұрылысы кезінде бұрылу бағытына бағыттас ішкі доңғалақ сыртқы доңғалаққа қарағанда аз жол жүреді, сондықтан ішкі доңғалақтың тербелісі сырғанаусыз болу үшін ол сыртқы доңғалаққа қарасты баяу айналу керек. Айналдыру моментін жетекші доңғалақтар арасында тең бөліп береді, ол үшін дифференциал ойлап табылған. Сондықтан аавтомобильдің бұрылысы кезінде және оның қисық сызықты траекториямен қозғалысы кезінде, сол және оң доңғалақтың бір-біріне қарасты әртүрлі бұрыштық жылдамдықпен айналуын қамтамасыз етеді. Бұрылыс кезінде доңғалақтың айналып кетуі болмайды, ол өз алдына шинаның тез тозуын, автомобильдің басқарымдылығын нашарлатады да, оның отын шығынын жоғарылатады.
Жетекші доңғалақтардың әртүрлі айналу жиілігін қамтамасыз ету үшін, бір жалпы білікте, және екі жартылай өсьтерде орналасады. Жартылай өсьтер өзара доңғалақ аралық дифференциалмен байланысқан, ол айналу моментін басты берілістен алып, жартылай өсьтерге таратады.
Дифференциалдардың орналастыруы бойынша төмендегідей топтастырылады: өс аралық (айналдыру моментін бір өсьтегі жетекші доңғалақтарға беретін) және жетеленетін біліктегі айналдыру моментінің қатынасы бойынша – симметриялы (моменттер бірдей) және симметриялы емес деп бөледі. Дифференциалда көбінесе конусты тісті доңғалақтарды орнатады.
Симметриялы доңғалақ аралық дифференциалдың сол жақ және оң жақ жартылай өсті тістідоңғалағының тістер саны тең болады, сондықтан мұндай планетарлы механизмге, жүргізгінің тоқтатылған кезінде беріліс саны бірге тең болады.
Жолсыздықтармен жүруге арналған грунттық кейбір автомобильдерде, мәжбүрлі тосқауылдаушысы немесе өздігінен тосқауылданатын дифференциалды қолданады. Бұл жағдайда айналдыру моментінің көп мөлшері қалыс қалатын жолдың ілінісу жағдайы жақсы учаскеде келе жатқан доңғалаққа беріледі, содан соң тарту күші артады.
Казіргі таңда көп тарағаны төмендегілер болып табылады: доңғалақ аралық конусты симметриялы, өс аралық, үлкен үйкелісті конусты және жұдырықшалы.
Конуты симметриялы дифференциал(4а-сурет) басты берілісте орнатылған тісті доңғалақты механизм болып табылады. Ол екі конусты тісті доңғалақты (2),(8), сателит тісті доалақтыры (1),(7) және (4) айқасты түрде берілген.
Басты берілістің жетеленуші доңғалағы (5) дифференциал қорабымен қатты байланыста болады. Қорап екі шәшкеден тұрады, шәшкелер арасында айқасша бекітіледі. Дифференциалдың қорабында, автомобильдің жетекші доңғалақтарымен байланысқан жартылай өстер (3) және (9) шлицтерінде, жартылай өстік тісті доңғалақтар (2) және (8) орнатылған. Басты берілістің жетекші тісті доңғлағынан (6) айналдырушы момент жетеленетін доңғалаққа (5) және дифференциал қорабына берілген уақытта оның ішінде айқасша арқылы байланысқан. Онда орналасқан сателит тісті доңғалақтарымен (1) және (7) бірге айналады.
Автомобильдің тура, түзу жолдармен жүргенде, оның екі доңғалағы да тербеліске бірдей қарсылық танытады және бірдей жол жүреді. Сондықтан сателиттер өз өсіне қарасты айналмай, дифференциал қорабы және айқасшамен бірге айналы, тісті доңғалақтарға (2) және (8) бірдей айналу жиілігін беріп отырады. Бұл кезде саталиттер екі жартылай остерді де қосып, жартылай ості тісті доңғалақтарды тосқауылдайды.
4 – сурет. Конусты симметриялы дифферениал
ГАЗ - 4738 автомобильдерінде дифференциалы басты беріліс секілді артқы белдік картерінде орналастырылған. Дифференциал құрамында қорап (18) (5 – сурет), оның тесігіне саталиттер өсі (17) кіреді, ол өске бос күйде екі конустық саталит кигізілген. Саталиттер жартылай өстердің (8) тісті доңғалақтарымен (13) тұрақты іліністе болады. Дифференциал қорабы жетеленуші тісті доңғалағымен бірге (12) екі роликті конустық мойынтіректерде (21) айналады. Мойынтіректер екі реттеуші бұрандамамен (9) бірігіп тұрады. Басты берілістен келген жүктеме дифференциал қорабына беріледі, содан кейін өстер арқылы сателиттерге және жартылай өстердің тісті доңғалақтарынан жартылай өстерге және жетекші дағалақтарға береді. ВАЗ – 2108 автомобилінде конусты екі сателиттік дифференциал беріліс қорабымен бірге бір қорапта орналасады.
5 – сурет. ГАЗ - 4738 автомобилінің артқы белдігі: 1 - жартылай өс ернемегі; 2 - доңғалақтық тежеуіш барабанын бекітетін бұрандама; 3 - бағыттаушы штифт; 4 - тежеуіш барабан; 5 - жартылай өс; 6 – сальник; 7 – артқы белдік қаптамасы; 8 – жартылай өс; 9 – мойынтіректі реттеуші бұрандама; 10 – сапун; 11 – сателлит; 12 – басты берілістің жетеленуші тісті доңғалағы; 13 – жартылай өс тісті доңғалағы; 14 – жетекші білік ернемегі; 15 – басты беріліс картері; 16 – жетекші тісті доңғалақ; 17 – саталиттер өстері; 18 – дифференциал қорабы; 19 – стопорлы төсем; 20 – дифференциал мойынтірегінің қақпағы; 21 – мойынтірек; 22 – жартылай өсті мойынтірегінің бекітілу төсемі.
Жүктеме алдыңғы жетекші доңғалақта келтірілген сол және оң біліктерімен беріледі. Дифференциал қақпағы бар қорабы екі конустық мойынтіректерде айналады. Диффернциал қорабына пластмассадан жасалған тісті доңғалақша спидометрдің жетегі престелген. Екі сателит өсте орналасқан.
Өс аралық конусты дифференциал оны 6х4 және 6х6 доңғалақтық формуласы бар жоғары жүргіншікке ие автомобильдерде орнатады, олардың жетекші белдіктері доңғалақтың жермен ілінісуінің әртүрлі жағдайларында жұмыс істеуі мүмкін. КамАЗ-5320 автомобилінің өс аралық дифференциалы келесі құрылымдық элементтерге ие: өс аралық дифференциалдың картері (2) (6а-сурет) аралық белдіктің басты берілісінің картеріне бекітілген, ал дифференциал қорабы (3) бұрандамамен қосылған үш шәшкеден тұрады. Алдыңғы шәшкенің артынан шарикті мойынтірекке тіреледі. Артының шлицтік бөлігінде дифференциалды кардан берілісімен байланыстыратын ернемек (1) орнатылған. Дифференциалды механизм қораптың (3) ішінде орналастырылған. Тісті доңғалақ (13) шлицтердің арқасында аралық белдіктің басты берілісінің жетекші тісті доңғалағымен (9) қатты байланыста болады, ал доңғалақ (14) артқы белдік жетегінің өтпелі білігінің (10) шлицтік соңымен байланыста болады. Ішкі тісті муфта (12) және дифференциалды тосқауылдаушы муфта (11) тісті доңғалағының (13) сыртқы тістерімен тұрақты іліністе болады.
6 – сурет. ГАЗ – 53 автомобильдерінің өс аралық дифференциалы.
Механизм (8), тосқауылды жүзеге асырады және ол автомобиль кабинасындағы қондырғылар тақтасындағы пневматикалық басқару краны мен құбырлар арқылы байланысады. Басқару кранын ашқан уақытта сығылған ауа мембрана (19) және қақпақ арасындағы кеңістікке келеді. (6б - сурет). Мембрана иіліп, қайтарушы серіппенің (17) серпімділігін жеңіп, серіппе (16) арқылы стақан (18) және жылжығышты (15) алдыға жылжытады. Бұл кезде құрылғылар тақтасындағы бақылаушы лампаны қосатын микросөндіргіштердің (6) түйіспелері түйіседі.
Аша (7) жылжығышпен бірге жылжып, муфтаның (11) дифференциал тұрқысындағы тісті тәжбен ілініске келтіреді. Қатты ортаңғы белдік жетегінің доңғалағымен дифференциал қорабының қатты ілінісуі болады, соның нәтижесінде дифференциал мәжбүрлі түрде тежеліп тосқауылданады және де белдіктер жетегінің тісті доңғалақтары (14) және (13) бірқалыпты жиілікпен айналады. Дифференциалды тосқауылдан босату үшін, басқару кранын жабады, нәтижесінде тосқауылдаушы механизм мембранасының кеңістігі атмосферамен байланысқа түседі. Мембрана (19) ашамен (7) жылжығыш (15) қайтарушы серіппенің қысымымен оңға қарай орын ауыстырады, бұл кезде тосқауылдаушы муфта қайта орнына келеді.
Жоғары үйкелістегі жұдырықшалы дифференциал өздігінен тосқауылдану нәтижесінде (7 - сурет) қосымша үйкеліс күштердің арқасында айналатын жетекші доңғалаққа момент көбірек беріледі. Ол автомобиль доңғалағының айналып кетпеуін қамтамасыз етеді және автомобильдің шеткі тартқыш кетуіне қарсы орнықтылығын арттырады.
Жұдырықшалы картер механизмі екі жартыдан тұрады.
Дифференциал оң жақ жартысы оның шәшкесі, (5) ал оның сол жақ жартысы сеператор (2) болып табылады. Сеператорда (2) радиалды тесіктің екі қатары орналасқан (әр қатарда 12 тесіктен). Тесіктерде ішкі (1) және сыртқы (4) жұлдызшалар арасында орнатылған сухалар (6) орналасқан, ол шлицтің арқасында жартылай өстермен байланысқан. Ішкі жұлдызшаның (1) сыртқы беті шеңбер бойына екі қатар жұдырықшасы болады (әр қатарда алты жұдырықшадан), ал сыртқы жұлдызшаның (4) ішкі беті жұдырықшаның бір қатарына ие. Айналдырушы момент жетеленуші доңғалақтан (3) сепараторға (2) беріледі, ал одан сухалар (6) арқылы жұлдызша жұдырықшаларына және содан жартылай өстерге беріледі.
ГАЗ-6611 автомобильінде алдыңғы жетекті белдіктегі басты беріліске өзі тосқауылдаушы дифференциалды орнатқан бұл автомобильдерді ауыр жол жағдайларында тиімді қолдануға мүмкіндік береді.
7 – сурет. ГАЗ-6611 автомобилінің жоғары үйкелісті жұдырықшалы дифференциалы.
Жартылай өстер
Жартылай өстер айналу мементін Т дифференциалдан алып жетекші доңғалақтарға береді (8 - сурет), және де келесі иілу моменттерін де береді: вертикалды реакция доңғалаққа келетін ауырлық күшінің әсерінен, жанама реакция тежілу, тарту күштерінен жәнебүйірлік күш әсерлерінен болады. Шеткі тартқыш, бұрылыста жүру немесе көлденең еңісі бар жолдарда және бүйірден соққан желдің әсерлерінен болуы мүмкін. Қазіргі автомобильдерде иілуші моменттерге жүктелуін анықтайтын дәреже мен ішкі тіректің құрылымынан байланысты жартылай өстер екі түрлі болады: жартылай жүктемесіз және жүктемесіз.
Жартылай жүктемесіз жартылай өстерді жалпы жүк көтергіштігі аздау және жеңіл автомобильдерде қолданады, оларда мойынтірек (2) доңғалақтың орта жазықтығынан ара қашықтығына жартылай өс (4) және оның қаптамасының (3) арасында орналасқан. Реакциалар иінде иілуші моменттер туғызады, олар жартылай өстерге сәйкесінше вертикаль және горизонталь жазықтықта әсер етеді, ал бүйірден келген реакцияда иілуші момент тудырады, ол доңғалақтың радиусына тең иіннің вертикаль жазықтығына әсер етеді.
– сурет. Жартылай өстер сұлбасы: а – жартылай жүктемесі; б – толығымен жүктемесіз; 1 – доңғалақ; 2,6 және 7 – мойынтіректер; 3 – жартылай өс қаптамасы; 4 – жартылай өс; 5 – ступица
Жартылай өстер артқы белдік қаптамасында (7) орнатылған (8 – сурет). Жартылай өстің ішкі бітістігі дифференциалдың жартылай өстік тісті доңғалағы мен шлицтері арқылы қосылған, ал екінші бітістігі тежегіш барабанның (4) ернемегі мен (1) доңғалағы байланысқан. Артқы белдіктің картерін желдету үшін, жартылай өстің қаптамасында сапун (10) орналастырылады.
Толығымен жүктемесіз жартылай өстерді орта және жүк көтергіштікке ие автобустармен жүктік автомобильдерде қолданады (8 – сурет). Бұл жағдайда барлық иілуші моменттер мойынтіректермен (6) және (7) қабылданады, олар доңғалақ ступицасы (5) және жартылай өс қаптамасы (3) арасында орнатылған, ал жартылай өс тек қана айналдырушы моментті береді.