Принцип работы и устройство гипоидной передачи

ГП на заднеприводных автомобилях

Другие виды главной передачи устанавливаются на заднеприводные авто, так как мотор с КПП находятся параллельно ходу, и крутящий момент подаётся на ведущую ось вертикально.

На заднеприводных машинах чаще всего установлена гипоидная передача, которая обладает наименьшей нагрузкой на зуб и создает минимальную степень шума. При функционировании уменьшается коэффициент полезного действия, т. к. смещённые крепления зубчатых колёс повышают коэффициент трения при скольжении.

На машинах с гипоидной ГП передаточное число составляет 3,5 — 5,4, на грузовых авто 5 — 7. Данная передача разнится с цилиндрической: ось вала не перекрещивается с шестерёнкой, т.к. форма позволяет спускать кардан и уменьшать клиренс кузова, это приводит к максимальной устойчивости автомобиля.

Это интересно: Что означает белый дым из выхлопной трубы? 2 основные причины и способы диагностики неисправности

Если владельцу авто неинтересны размеры и степень шума, то используется ГП канонического вида. Червячная передача устанавливается очень редко, так как её производство трудозатратное и дорогое.

Для нормального функционирования трущихся элементов и зубьев требуется смазка. В картер или задний мост наливается специальное масло. Его уровень требуется контролировать для обеспечения стабильной работы элементов машины.

Назначение гипоидных масел

Червячные передачи

Гипоидная передача

Гипоидные ведущие мосты некоторое время назад начали устанавливаться на все современные автомобили, а производители масел начали выпускать подходящие для них смазочные составы. Для грузовых машин толчком к появлению гипоидных передач послужило возникновение червячных главных передач. Их использовали производители грузовиков большой грузоподъемности.

С 50-х годов прошлого века в зарубежных странах начало развиваться направление масле с универсальными свойствами, которые подходили для всех транспортных средств. В качестве основы выступали стандарты США и Англии, по которым производились гипоидные масла с большой концентрацией фосфора, серы и хлора.

Производители смазок из Германии активно проводили стендовые испытания для получения наиболее стойких к износу масел, которые не были подвержены коррозии. В последние годы производители автомобилей все реже устанавливают гипоидные ведущие мосты, требующие универсальной смазки класса GL-6, поэтому эта жидкость теряет спрос.

При этом появляются новые разновидности масел, подходящие для гипоидных передач, работающих на высоких скоростях. Также появилась комплексная присадка с содержанием фосфора и серы ВИР-1 – ее применяют в разных видах масел. Стендовые испытания подтверждают пригодность данной присадки, работающей под высокими нагрузками и с высокими скоростями, в том числе и с гипоидными передачами.

В автомобилях с гипоидными передачами в основном используется всесезонная жидкость, которая создана для умеренных климатических условий. Гипоидные масла предупреждают абразивный износ поверхностей за счет применения составов вязкостью SAE 90 и более. По характеристикам эти жидкости мало отличаются от традиционных трансмиссионных, за исключением вязкости.

В КПП наиболее сильному износу подвержена зубчатая сцепка червячной, конической и гипоидной передач. В узких точках соприкосновения зубьев шестерен возникает довольно высокая температура. Пленка масла, которой покрыты зубья, подвергается также высокому давлению, высоким скоростям и температурам. Для того, чтобы смазочная жидкость не утрачивала свои первоначальные свойства, а поверхности деталей не изнашивались и зубья шестерен не схватывались, в нее добавляются присадки.

В автомобилях промышленного назначения трансмиссии используются для передачи мощности от мотора колесам или другому узлу. Главное отличие – передаваемая мощность. Все агрегаты делятся на гидравлические и механические. Конструктивно МКПП с гипоидной передачей усилий принципиально не отличается от других коробок.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Итак, гипоидная главная передача или другая передача данного типа имеет целый ряд плюсов по сравнению с другими видами передач. Прежде всего, необходимо отдельно отметить минимальный уровень шума во время ее работы, что означает высокий акустический комфорт.

Это становится возможным благодаря тому, что сразу несколько зубьев одновременно находятся в зацеплении. Параллельно можно выделить высокую прочность по причине увеличенного диаметра шестерни, особенно в сравнении с другими видами передач.

Зубья гипоидной передачи отличаются высокой износостойкостью (особенно если сравнивать с конической передачей), что позволяет механизмам с такой передачей работать долго и безотказно.

В целом, машины, где используется гипоидная передача, получают лучшую устойчивость, а также более высокую плавность хода. Как правило, гипоидные передачи активно используются в устройстве автомобилей премиального класса. Другими словами, если автопроизводитель стремится обеспечить лучшие характеристики, именно гипоидная передача является оптимальным решением.

Теперь о недостатках гипоидных передач. Казалось бы, с учетом всех преимуществ, минусов быть не должно. Однако на практике все не совсем так. Прежде всего, гипоидная передача является дорогостоящим механизмом, который требует высокой точности при изготовлении.

Вполне очевидно, что ее использование приводит к удорожанию агрегатов и узлов. Конечно, некоторые производители экономят на материалах и технологии производства, стараясь снизить конечную стоимость, однако на практике это часто становится причиной заклинивания и быстрого выхода из строя. При этом все чаще и чаще данный тип передач встречается даже на бюджетных авто.

На практике, гипоидная повсеместно используется в устройстве различных короссоверов и внедорожников с полным приводом. При этом качество изготовления далеко не всегда является высоким.

Чтобы избежать проблем, необходимо использовать высококачественные трансмиссионные масла и жидкости, рассчитанные специально для использования с гипоидными передачами. Такие масла формируют особую устойчивую масляную пленку на поверхностях шестерен.

Эта пленка отличается стойкостью к разрыву под нагрузками, защищает детали от прямого контакта, снижает температуру в месте сопряжения и т.д. Все это необходимо, чтобы не допустить заклинивания гипоидной передачи.

Еще нужно помнить, что в условиях высоких нагрузок и нерегулярного обслуживания трансмиссии авто с использованием дешевых «расходников» при ремонтах и ГСМ низкого качества гипоидная передача может быстро выйти из строя. Если учесть, что механизм дорогой, многие автопроизводители по понятным причинам вместо гипоидной передачи нередко используют другие доступные варианты, особенно в бюджетном сегменте.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Итак, гипоидная главная передача или другая передача данного типа имеет целый ряд плюсов по сравнению с другими видами передач. Прежде всего, необходимо отдельно отметить минимальный уровень шума во время ее работы, что означает высокий акустический комфорт.

Это становится возможным благодаря тому, что сразу несколько зубьев одновременно находятся в зацеплении. Параллельно можно выделить высокую прочность по причине увеличенного диаметра шестерни, особенно в сравнении с другими видами передач.

Также следует отметить особое расположение зубчатых колес, которые не пересекаются, а перекрещиваются. Параллельно такое устройство позволяет достичь заметного снижения нагрузки, которая распространяется на один зубец. Результат — высокоточная работа шестерен, повышенная надежность и значительно увеличенный ресурс.

Зубья гипоидной передачи отличаются высокой износостойкостью (особенно если сравнивать с конической передачей), что позволяет механизмам с такой передачей работать долго и безотказно.

В целом, машины, где используется гипоидная передача, получают лучшую устойчивость, а также более высокую плавность хода. Как правило, гипоидные передачи активно используются в устройстве автомобилей премиального класса. Другими словами, если автопроизводитель стремится обеспечить лучшие характеристики, именно гипоидная передача является оптимальным решением.

Теперь о недостатках гипоидных передач. Казалось бы, с учетом всех преимуществ, минусов быть не должно. Однако на практике все не совсем так. Прежде всего, гипоидная передача является дорогостоящим механизмом, который требует высокой точности при изготовлении.

Вполне очевидно, что ее использование приводит к удорожанию агрегатов и узлов. Конечно, некоторые производители экономят на материалах и технологии производства, стараясь снизить конечную стоимость, однако на практике это часто становится причиной заклинивания и быстрого выхода из строя. При этом все чаще и чаще данный тип передач встречается даже на бюджетных авто.

Еще наиболее часто нарекания возникают в том случае, если такая гипоидная передача использована в редукторе. В этом случае главным минусом можно считать повышенные риски заедания шестерен. Заедания возможно по причине скольжения вдоль линии контакта.

На практике, гипоидная повсеместно используется в устройстве различных короссоверов и внедорожников с полным приводом. При этом качество изготовления далеко не всегда является высоким.

Чтобы избежать проблем, необходимо использовать высококачественные трансмиссионные масла и жидкости, рассчитанные специально для использования с гипоидными передачами. Такие масла формируют особую устойчивую масляную пленку на поверхностях шестерен.

Эта пленка отличается стойкостью к разрыву под нагрузками, защищает детали от прямого контакта, снижает температуру в месте сопряжения и т.д. Все это необходимо, чтобы не допустить заклинивания гипоидной передачи.

Однако важно понимать, что к заеданию может привести не только некачественная или неподходящая по свойства смазка, но и низкое качество деталей, а также неточности или ошибки при сборке, подгонке, настройках и регулировках. Еще нужно помнить, что в условиях высоких нагрузок и нерегулярного обслуживания трансмиссии авто с использованием дешевых «расходников» при ремонтах и ГСМ низкого качества гипоидная передача может быстро выйти из строя

Если учесть, что механизм дорогой, многие автопроизводители по понятным причинам вместо гипоидной передачи нередко используют другие доступные варианты, особенно в бюджетном сегменте

Еще нужно помнить, что в условиях высоких нагрузок и нерегулярного обслуживания трансмиссии авто с использованием дешевых «расходников» при ремонтах и ГСМ низкого качества гипоидная передача может быстро выйти из строя. Если учесть, что механизм дорогой, многие автопроизводители по понятным причинам вместо гипоидной передачи нередко используют другие доступные варианты, особенно в бюджетном сегменте.

Гипоидная шестерня

Ваз 2110 с хрустом включается задняя передача. Ваз 2112 при включении задней передачи происходит хруст так же и при

Такие гипоидные передачи применять не рекомендуется. Гипоидная шестерня с правым наклоном зуба увеличивается в размерах при смещении ее выше оси колеса и уменьшается при смещении ниже оси.  

На некоторых отечественных грузовых автомобилях ( ГАЗ-53А) и автобусах ( ПАЗ-672) одинарная главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная шестерня представляет собой усеченный гиперболоид вращения, на поверхности которого нарезаны зубья. Гипоидная передача отличается тем, что оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются между собой, а проходят на некотором расстоянии одна от другой, при этом угол наклона винтовой линии зубьев ведущей шестерни значительно больше, чем ведомой. Вследствие этого размер ведущей шестерни при том же размере ведомой шестерни ( по сравнению с другими передачами) значительно возрастает. Шестерни гипоидных передач имеют большую толщину и рабочую высоту зубьев, а при работе среднее число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, у них выше. Благодаря этому повышается срок службы гипоидных шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.  

Все штанги в точках вращения или снабжены сайлент-блоками, или коническими резиновыми втулками особой конструкции, которые находятся под действием осевого сжимающего усилия. Главная передача имеет гипоидные шестерни.  

Главная передача имеет гипоидные шестерни. Колеса с проволочными спицами закреплены на центральной втулке. Картеры ведущих мостов или полуразгруженные полуоси нужно рассчитывать на динамические нагрузки, возникающие при езде по неровной дороге. Опыты показали, что при наезде автомобиля, имеющего сплошные шины, на препятствие высотой 25 мм при скорости движения 25 км / час создается нагрузка на колесо, которая в 7 раз больше статического давления на грунт.  

Например, Таул упоминает, что в Англии гипоидные шестерни были впервые применены в 1929 г. для легковых автомобилей серийного производства и только с 1934 г. их стали применять и на других моделях. Великобритании, были снабжены гипоидными мостами и только в 41 модели были использованы конические косозубые шестерни.  

Поскольку в гипоидных передачах две металлические поверхности подвергаются действию скольжения и качения, то вопрос об их смазке приобрел еще более серьезное значение, чем в случае применения зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев. На практике скоро убедились в том, что смазывать гипоидные шестерни минеральным маслом без присадки, особенно в тяжелых эксплуатационных условиях, невозможно.  

Эти два вида трения могут иметь место одновременно, например в гипоидных шестернях.  

Положение контактного пятна.  

Сборка цилиндрических пар шестерен не вызывает особых трудностей, поскольку эти сопряжения не регулируются. Значительно большей трудоемкости требует сборка главной передачи заднего моста со спирально-коническими или гипоидными шестернями и раскомплектованных конических шестерен.  

Масла специальные ( ГОСТ 4002 — 53 и 4003 — 53) содержат осернен-ные компоненты, вводимые с целью повышения прочности масляной пленки на рабочих поверхностях шестерен. Предназначаются эти масла для применения в автомобилях с сильно нагруженными механизмами трансмиссии. Для главных передач автомобилей с гипоидными шестернями применение каких-либо иных масел, кроме масла, специально выпускаемого для гипоидных передач ( ГОСТ 4003 — 53), не допускается, так как ведет к быстрому износу шестерен.  

Схемы и тяговые характеристики-трансмиссии с механической коробкой передач ( кривые / и 2 — соответственно тяговые усилия на 1 — й и 2 — й передачах.  

Схема трансмиссии показана на рис. 36, а. От двигателя крутящий момент передается на сухое дисковое сцепление, которое через поводковый патрон вращает шестерню коробки передач. Передвижной блок шестерен коробки приводит в движение основной вал и позволяет двигаться погрузчику передним или задним ходом. При движении в обоих направлениях вращение передается валу, соединенному с гипоидной шестерней. Кривая тягового усилия в зависимости от скорости движения погрузчика показана на том же рисунке. Она подобна кривой крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя. При режимах работы до точки / проскальзывание сцепления не позволяет увеличивать скорость движения.  

Как происходит обслуживание

Обслуживание редуктора производится редко, обычно все ограничивается заменой масла. На пробеге свыше 150 000 км возможно потребуется регулировка подшипника, а также пятна контакта между ведомой и ведущей шестерней

При замене масла крайне важно очистить полость от продуктов износа (мелкой стружки), а также грязи. Пользоваться промывками редуктора моста не обязательно, достаточно использовать 2 литра дизельного топлива, дать поработать узлу на небольших оборотах. Советы, как продлить работоспособность ГП и дифференциала:

Советы, как продлить работоспособность ГП и дифференциала:

  • своевременно меняйте масло, а если ваш стиль езды более спортивный, автомобиль терпит высокие нагрузки (езда на высокой скорости, перевозка грузов);
  • при смене производителя масла или смены вязкости делайте промывку редуктора;
  • при пробеге свыше 200 000 км рекомендуется воспользоваться присадками. Зачем нужна присадка — дисульфид молибдена, в составе присадки, позволяет снизить трение деталей, вследствие чего снижается температура, масло дольше сохраняет свои свойства. Помните, что при сильном износе главной пары использовать присадку не имеет смысла;
  • избегайте трогание с пробуксовкой.

Устройство автомобилей

Как и следует из названия, одинарные (или одноступенчатые) главные передачи состоят из одной пары зубчатых колес (шестерен), которые могут быть цилиндрическими, коническими с прямыми или спиральными зубьями, а также гипоидными. Применение того или иного типа конических зубчатых колес диктуется особенностями компоновки автомобиля, возможностью упрощения конструкции агрегатов, снижения стоимости их изготовления и эксплуатации.

Цилиндрические главные передачи

Цилиндрические главные передачи широко используются в переднеприводных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя, например семейства ВАЗ-2108, -09, -10 и других.При этом обычно главная передача объединяется в одном корпусе (картере) с коробкой перемены передач, что позволяет существенно упростить и удешевить конструкцию трансмиссии.Пример конструктивного выполнения главной передачи автомобиля ВАЗ-2109 приведен на рис.3, где показана четырехступенчатая коробка передач, выполненная заодно с главной передачей.

Зубья цилиндрических зубчатых передач могут выполняться прямыми, косыми или шевронными.Передаточные числа в таких главных передачах могут варьировать в пределах от 3,5 до 4,5 с целью снижения шума и габаритных размеров.

Конические главные передачи

Такой тип главных передач применяется, когда необходимо изменить не только величину, но и направление передаваемого ведущим колесам крутящего момента.Конические главные передачи с прямыми или (чаще) спиральными зубьями наиболее просты по конструкции и технологичны в производстве, поэтому широко применяются на легковых автомобилях с приводом на задние колеса и грузовых автомобилях малой и средней грузоподъемности.

Поскольку оси ведущего и ведомого зубчатых колес в таких передачах лежат в одной плоскости и пересекаются, такие передачи называют соосными коническими передачами.К преимуществам соосных конических передач относится высокий КПД, технологичность производства, относительно невысокие требования к качеству смазочного материала и простота технического обслуживания.Тем не менее, у таких передач есть один существенный недостаток – их применение в конструкции автомобиля не позволяет снизить расположение центра масс и общую компоновку кузова автомобиля, что для многих легковых автомобилей и небольших грузовиков является актуальным вопросом.

Гипоидная главная передача

Гипоидная главная передача применяется на отечественных автомобилях ГАЗ-66-11, ЗИЛ-431410, ЗИЛ-133, марки «Волга» и многих других.Ось ведущего вала и ведущей шестерни в гипоидной передаче расположена ниже оси ведомой шестерни на величину «Е» (рис. 1, б), называемую гипоидным смещением.Такая конструкция главной передачи позволяет ниже расположить карданную передачу заднеприводного автомобиля и, тем самым, сделать ниже компоновку всего автомобиля.При этом улучшается такой важный эксплуатационный показатель автомобиля, как устойчивость к опрокидыванию, а также появляется возможность сделать ниже пол автомобиля, особенно в районе «карданного тоннеля», что повышает комфорт пассажиров заднего сиденья заднеприводного легкового автомобиля.

В гипоидных передачах зубья зубчатых колес имеют спиральную форму, благодаря чему достигается увеличение площади контакта зубьев, бесшумность их работы и прочностные показатели передачи.Однако при такой конструкции конической передачи существенно повышаются силы трения между поверхностями зубьев колес, в зоне контакта появляется эффект поперечного и продольного скольжения зубьев, из-за чего в гипоидных передачах приходится применять дополнительное упрочнение поверхностей зубьев зубчатых колес и специальные смазочные материалы для увеличения срока их службы.Скольжение зубьев приводит к снижению КПД передачи и даже возможности ее заедания (при превышении допустимой нагрузки), а применение относительно дорогостоящих смазок – к удорожанию технического обслуживания, что относится к недостаткам гипоидных передач.

Увеличение зоны контакта зубьев позволяет уменьшить размеры ведущего зубчатого колеса, поскольку при работе передачи нагрузка на каждый зуб уменьшается.Кроме того, как указывалось выше, применение гипоидных передач позволяет корректировать компоновку трансмиссии и общую компоновку автомобиля.

Неисправности главной передачи

1. Шум, гул.

Причины – отсутствия масла (долить)

Неисправность регулировки зацепления зубьев шестерен (отрегулировать)

Неисправность регулировки подшипников (отрегулировать)

2. Когда сильно затянуты шестерни подшипника, редуктор греется (определяется нагрев рукой если руку положить на картер и рука выдерживает то все нормально).

Подтекания масла причины – нарушена прокладка (отрегулировать)

Неисправен сальник хвостовика (ведущей вал заменить)

Засорен сапун (прочистить)

Порядок замены масла

1. Слить масло для этого открыть сливную пробку.

2. Залить промывочную жидкость 2-3 литра.

3. Одно из колес приподнять.

4. Запустить двигатель включить передачу и дать поработать 3-5 минут.

5. Слить промывочное масло и залить новое масло.

Гипоидная шестерня

Такие гипоидные передачи применять не рекомендуется. Гипоидная шестерня с правым наклоном зуба увеличивается в размерах при смещении ее выше оси колеса и уменьшается при смещении ниже оси.

На некоторых отечественных грузовых автомобилях ( ГАЗ-53А) и автобусах ( ПАЗ-672) одинарная главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная шестерня представляет собой усеченный гиперболоид вращения, на поверхности которого нарезаны зубья. Гипоидная передача отличается тем, что оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются между собой, а проходят на некотором расстоянии одна от другой, при этом угол наклона винтовой линии зубьев ведущей шестерни значительно больше, чем ведомой. Вследствие этого размер ведущей шестерни при том же размере ведомой шестерни ( по сравнению с другими передачами) значительно возрастает. Шестерни гипоидных передач имеют большую толщину и рабочую высоту зубьев, а при работе среднее число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, у них выше. Благодаря этому повышается срок службы гипоидных шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.

Все штанги в точках вращения или снабжены сайлент-блоками, или коническими резиновыми втулками особой конструкции, которые находятся под действием осевого сжимающего усилия. Главная передача имеет гипоидные шестерни.

Главная передача имеет гипоидные шестерни. Колеса с проволочными спицами закреплены на центральной втулке. Картеры ведущих мостов или полуразгруженные полуоси нужно рассчитывать на динамические нагрузки, возникающие при езде по неровной дороге. Опыты показали, что при наезде автомобиля, имеющего сплошные шины, на препятствие высотой 25 мм при скорости движения 25 км / час создается нагрузка на колесо, которая в 7 раз больше статического давления на грунт.

Например, Таул упоминает, что в Англии гипоидные шестерни были впервые применены в 1929 г. для легковых автомобилей серийного производства и только с 1934 г. их стали применять и на других моделях. Великобритании, были снабжены гипоидными мостами и только в 41 модели были использованы конические косозубые шестерни.

Поскольку в гипоидных передачах две металлические поверхности подвергаются действию скольжения и качения, то вопрос об их смазке приобрел еще более серьезное значение, чем в случае применения зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев. На практике скоро убедились в том, что смазывать гипоидные шестерни минеральным маслом без присадки, особенно в тяжелых эксплуатационных условиях, невозможно.

Эти два вида трения могут иметь место одновременно, например в гипоидных шестернях.

Положение контактного пятна.

Сборка цилиндрических пар шестерен не вызывает особых трудностей, поскольку эти сопряжения не регулируются. Значительно большей трудоемкости требует сборка главной передачи заднего моста со спирально-коническими или гипоидными шестернями и раскомплектованных конических шестерен.

Масла специальные ( ГОСТ 4002 — 53 и 4003 — 53) содержат осернен-ные компоненты, вводимые с целью повышения прочности масляной пленки на рабочих поверхностях шестерен. Предназначаются эти масла для применения в автомобилях с сильно нагруженными механизмами трансмиссии. Для главных передач автомобилей с гипоидными шестернями применение каких-либо иных масел, кроме масла, специально выпускаемого для гипоидных передач ( ГОСТ 4003 — 53), не допускается, так как ведет к быстрому износу шестерен.

Схемы и тяговые характеристики-трансмиссии с механической коробкой передач ( кривые / и 2 — соответственно тяговые усилия на 1 — й и 2 — й передачах.

Схема трансмиссии показана на рис. 36, а. От двигателя крутящий момент передается на сухое дисковое сцепление, которое через поводковый патрон вращает шестерню коробки передач. Передвижной блок шестерен коробки приводит в движение основной вал и позволяет двигаться погрузчику передним или задним ходом. При движении в обоих направлениях вращение передается валу, соединенному с гипоидной шестерней. Кривая тягового усилия в зависимости от скорости движения погрузчика показана на том же рисунке. Она подобна кривой крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя. При режимах работы до точки / проскальзывание сцепления не позволяет увеличивать скорость движения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий