Приводной Вал|АвтоЦентр

menu
person

Приводной Вал

Рассмотрим назначение, системы и схемы приводного вала.

  1. Приводной Вал
    1. Системы привода
    2. Схемы привода ведущих колес 
    3. Угловая скорость

Приводной Вал

Задача приводных валов. Крутящий момент, развиваемый двигателем автомобиля, должен передаваться через коробку передач и дифференциал на ведущие колеса, для чего в автомобилях используются приводные валы. При движении автомобиля колеса постоянно перемещаются вверх-вниз, а управляемые передние колеса еще и поворачиваются вправо-влево, что не позволяет применять жесткое соединение приводных валов с другими агрегатами автомобиля. Если двигатель расположен спереди, а ведущие колеса - задние, то в качестве приводного используется вал с карданными шарнирами (карданный вал).

Задача приводного вала - эффективно передавать крутящий момент от одного агрегата к другому, независимо от того, расположены они соосно или со смещением относительно друг друга.

Приводной вал должен работать в широком диапазоне частоты вращения и при этом обеспечивать возможность достаточно больших взаимных перемещений соединяемых элементов во всех плоскостях. Разнообразие требований к шарнирам приводных валов привело к появлению самых разных вариантов привода.

Системы привода

Большая часть выпускаемых сегодня легковых автомобилей оснащается приводными валами с шарнирами равных угловых скоростей. Отдельные схемы привода ведущих колес показаны с гомокинетическими (от греческого homos = одинаковый и kine = двигаться) шарнирами (рис. С1.6).

При переднем приводе ведущими являются передние колеса.

На приводных валах со стороны колеса применяются жесткие ШРУСы (без возможности продольного перемещения деталей), а со стороны коробки передач - универсальные (с возможностью продольного перемещения). Передние колеса - управляемые, поэтому угол поворота в шарнире со стороны колеса должен достигать примерно 50°.

Схемы привода ведущих колес 

Рис. С1.Б. Схемы привода ведущих колес (ист.: GKN)

Из-за поперечного расположения двигателя и связанной с этим асимметрии в моторном отсеке приводные валы могут быть разной длины.

При заднем приводе ведущими являются задние колеса.

На приводных валах как со стороны колеса, так и со стороны коробки передач применяются универсальные ШРУСы, поскольку в этом случае шарнир - в отличие от переднего привода - должен компенсировать только изменение длины валов из-за хода подвески вверх-вниз.

При полном приводе ведущими являются все колеса.

Шарниры приводных валов применяются точно так же, как на описанных выше переднем и заднем приводах. Крутящий момент от силового агрегата на задние или (при расположенном сзади двигателе) на передние колеса передается с помощью продольного вала.

Частота вращения валов в этом случае может достигать 6000 об/мин, поэтому продольные валы оснащаются высокооборотными шарнирами.

Далее отдельные типы шарниров рассматриваются более подробно.

Общие теоретические основы

Наряду с передачей усилия задачей приводных валов является и равномерная передача крутящего момента на ведущие колеса.

Угловая скорость

Приводные валы только с одним шарниром вращаются неравномерно.

Если два вала соединить простым карданным шарниром под определенным углом (3 и вращать вал I с постоянной угловой скоростью шг то вал II будет вращаться с неравномерной угловой скоростью со2 (рис. С1.7).

Эта неравномерность, часто называемая погрешностью карданного шарнира, выражается в синусоидальном колебании угловой скорости вала II, как показано на графике цикла вращения 360° (рис. С1.8).

Вал I Вал II

Рис. С1.7. Приводные валы с одним шарниром (ист.: GKN)

При 0°,180° и 360° вилка шарнира на валу I расположена горизонтально и обладает меньшей угловой скоростью, чем в вертикальных положениях 90° и 270°.

Такое ускорение и замедление крестовины шарнира соответственно изменяет и угловую скорость вала II.

Поскольку решению этой проблемы способствуют угловое и параллельное смещение валов (за счет конструктивно обусловленного расположения элементов трансмиссии и достаточно эластичных опор), карданные валы автомобиля всегда оснащаются двумя шарнирами.

Это позволяет компенсировать неравномерности вращения вала.

Цикл вращения карданного вала

Приводные валы с одним шарниром А 

Угловая скорость вала В

Рис. С1.8. Изменение угловой скорости в зависимости от положения карданного шарнира (ист.: Toyota)

Рис. С1.9. Угол в шарнире (ист.: GKN)

Максимальный угол в шарнире

Максимальный угол отклонения от горизонтали (рис. С1.9) показывает, под каким углом может работать шарнир, соответствуя требованиям по равномерности передачи крутящего момента и долговечности.

В автомобильной технике максимальный угол в шарнире может составлять более 50°.

Схемы расположения карданных валов

Неизбежно возникающую неравномерность вращения можно компенсировать последовательным размещением двух шарниров на одном валу.

При этом различают два варианта их расположения: Z-схема и W-схема.

Z-схема

Для абсолютно синхронного вращения ведущего и ведомого валов, соединенных карданным валом, вилки шарниров этого общего вала должны находиться в одной плоскости, а углы в шарнирах должны быть одинаковы.

W-схема

Еще одним способом избежать нежелательных колебаний частоты вращения между валами I и II является W-схема их расположения (рис. С1.11).

Рис. С1.11. W-схема

Рис. С1.12. Боковое смещение

И в этом случае углы в карданных шарнирах должны быть одинаковыми, а их вилки - находиться в одной плоскости.

Общее правило для Z-схемы и W-схемы заключается в том, что карданный вал и соединяемые им концы ведущего и ведомого валов должны лежать в одной вертикальной плоскости.

В случае бокового смещения при использовании Z-схемы достаточно, чтобы пространственный угол оставался минимальным.

Чтобы избежать нежелательных колебаний частоты вращения вала при использовании W-схемы, угол смещения необходимо высчитать заранее (рис. С1.12).

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Трансмиссия | Добавил: autodromcar (17.11.2019)
Просмотров: 107 | Теги: вал, угол, привод, угловой, шарнир, приводной, колесо, Карданный | Рейтинг: 3.0/1

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar