Новости    Библиотека    Карта сайтов    Ссылки    О сайте



предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава VI. На главной дороге

Знакомьтесь - автомобиль
Знакомьтесь - автомобиль

Лошадиные силы отправляются в путь

В цилиндрах бушует пламя. Стремительно бегают поршни. Вращается коленчатый вал. Двигатель развивает огромную мощность. А автомобиль... ни с места.

В чем дело? Оказывается, движение не передано на колеса. Чтобы лошадиные силы впряглись в работу, надо открыть им путь к полуосям. Своеобразный маршрут для них соорудили из целого ряда механизмов, которые вместе получили название трансмиссии.

Итак, основную задачу трансмиссии мы знаем - пропустить лошадиные силы к колесам, иначе говоря, передать мощность, полученную в двигателе, на полуоси. Но это не все. Трансмиссия еще изменяет скорость и направление вращения.

Коленчатый вал двигателя может делать более четырех тысяч оборотов в минуту. Если колеса станут вращаться с такой же скоростью, то за час автомобиль может проделать путь в 500 километров и даже больше. Практически такая скорость не нужна, и, как известно, современные машины "ходят" значительно медленнее. Именно поэтому по пути к колесам лошадиные силы теряют скорость, зато выигрывают в тяговой силе. Об этом чуть позже.

А сейчас немного об изменении направления вращения. Если встать впереди автомобиля лицом к нему, то можно представить, что коленчатый вал работающего двигателя вращается по часовой стрелке, В этом лишний раз убеждаешься, когда проворачиваешь коленчатый вал, заводя двигатель рукояткой. Она вращается как раз по часовой стрелке: слева - вверх - направо. Если бы не менять направление вращения, то и колеса должны бы катиться по часовой стрелке, то есть в сторону.

На рисунке изображены некоторые механизмы шасси
На рисунке изображены некоторые механизмы шасси

В действительности автомобиль движется вперед И придает колесам вращательное движение при перпендикулярном вращении коленчатого вала опять же механизм трансмиссии, а точнее - главная передача.

В состав "главной дороги", по которой движутся "лошадиные силы", от двигателя к задним колесам входит ряд механизмов. Назовем их: коробка перемены передач, механизм сцепления, карданная передача, главная передача и дифференциал. Каждый из этих механизмов выполняет определенные служебные обязанности. Давайте познакомимся с ними. Начнем с коробки передач.

"Золотое" правило

В пути автомобиль встречает различные сопротивления. Причем они могут меняться. Предположим, автомобиль мчится по ровной асфальтированной дороге порожняком. Двигателю его легко. Другое дело, если машина примет груз или пассажиров да дорога пойдет проселочная.

Вот и выходит, что автомобиль должен все время приспосабливаться к меняющимся дорожным условиям, к изменениям нагрузки, как это делает, скажем, лошадь. На ровной дороге, без груза ее можно заставить нестись вскачь. А попробуйте положить в повозку несколько мешков с мукой, и лошадь будет тащить груз с усилием, двигаться шагом.

Здесь мы столкнулись с физическим законом, с которым в жизни имеем дело очень часто. Популярно сущность его сформулировать можно так: выиграешь в силе - проиграешь в скорости, и наоборот, выиграешь в скорости - потеряешь в силе.

Именно благодаря этому закону по хорошей дороге, даже на груженом автомобиле, мы можем развивать высокую скорость. Но в гору на высокой скорости не поедешь, сил не хватит. Тут надо придать колесам больше тягового усилия.

Значит необходим механизм, который бы позволил автомобилю приспосабливаться, то есть менять скорость движения и тяговое усилие на колесах по команде водителя, в зависимости от дорожных условий. И такой механизм имеется - это коробка перемены передач, а на языке водителей - коробка скоростей.

На трех скоростях

Еще И. П. Кулибин в своей "самокатке" применил простейшее устройство из шестерен разного диаметра, для изменения скорости движения. Его принцип и по сей день лежит в основе устройства почти всех коробок передач на современных автомобилях.

Итак, основу коробки передач составляют шестерни. Они насажены на валики и размещены в чугунном корпусе.

Так называемый ведущий вал с помощью механизма сцепления связан с маховиком двигателя и получает от него вращение. Работает двигатель - вращается и ведущий вал коробки передач, кроме тех случаев, когда водитель на какое-то время выключает сцепление при смене передачи, скорости.

Первая передача. Водитель запустил двигатель. Пришли в движение валики и шестерни коробки передач. Все детали, которые находятся в движении, изображены голубой краской. Что надо для того, чтобы автомобиль пошел вперед? Необходимо заставить вращаться ведомый вал коробки передач. Для этого самую большую его шестерню перемещают по шлицам и вводят в зацепление с шестерней первой передачи промежуточного вала. Передача усилий от двигателя на ведомый вал показана голубой стрелкой, а направление вращения шестерен и валиков - черными стрелками
Первая передача. Водитель запустил двигатель. Пришли в движение валики и шестерни коробки передач. Все детали, которые находятся в движении, изображены голубой краской. Что надо для того, чтобы автомобиль пошел вперед? Необходимо заставить вращаться ведомый вал коробки передач. Для этого самую большую его шестерню перемещают по шлицам и вводят в зацепление с шестерней первой передачи промежуточного вала. Передача усилий от двигателя на ведомый вал показана голубой стрелкой, а направление вращения шестерен и валиков - черными стрелками

На ведущем вале имеется шестерня, постоянно зацепленная с шестерней другого вала - промежуточного. Он поэтому тоже вращается, если работает двигатель. На промежуточном валике имеются продольные канавки- шлицы, по которым передвигаются три шестерни разных диаметров.

Имеется в коробке передач и еще один вал - ведомый. Он смонтирован так, что один конец его покоится в подшипнике, заделанном в торец ведущего вала, а второй связан с карданной передачей, через которую крутящий момент передается на главную передачу и затем на ведущие колеса. Ведомый вал, хотя и является как бы продолжением ведущего, с ним постоянно не скреплен. Поэтому во время работы двигателя вхолостую он не вращается.

Давайте проверим это на опыте. Заведем двигатель, прибавим газу, для чего нажмем педаль акселератора. А автомобиль ни с места. В чем дело? Оказывается, все от того, что бездействует ведомый вал, а вместе с ним и карданная передача. Автомобиль только тогда сдвинется, если заставить ведомый вал работать.

Посмотрим, как это делается. Мы уже знаем, что на промежуточном вале имеются разного размера шестерни и передвигаются они вдоль вала по шлицам. На ведомом тоже имеются шестерни и также разного диаметра, но они закреплены и не сдвигаются. Если одну из шестерен про-межуточного вала передвинуть, подвести к одной из шестерен ведомого и зацепить зубьями, то вращение передается на ведомый вал, а через него на карданную, главную передачу и на колеса. Вот тогда автомобиль и тронется в путь.

Вторая передача. Шестерня второй передачи ведомого вала входит в зацепление с шестерней второй передачи промежуточного вала. Соотношение их зубьев такое, что ведомый вал начнет вращаться быстрее. По сравнению с первой передачей здесь имеется выигрыш в скорости вращения, зато проигрыш в силе. Передача усилия через шестерни и валики показана голубой стрелкой
Вторая передача. Шестерня второй передачи ведомого вала входит в зацепление с шестерней второй передачи промежуточного вала. Соотношение их зубьев такое, что ведомый вал начнет вращаться быстрее. По сравнению с первой передачей здесь имеется выигрыш в скорости вращения, зато проигрыш в силе. Передача усилия через шестерни и валики показана голубой стрелкой

Теперь давайте разберемся, почему шестерни коробки передач имеют разные диаметры, а следовательно, и разное количество зубьев. Все знают велосипед, наверняка катались на нем. И, конечно, обратили внимание на такую деталь, что шестерня, которую велосипедист приводит в движение педалями (ведущая), больше шестерни, находящейся на заднем колесе и приводимой в движение цепью.

С какой это целью? Вы, разумеется, уже догадались, что таким путем конструкторы решили увеличить скорость вращения колес, ибо примененной в велосипеде разностью шестерен достигается проигрыш силы, зато выигрывается скорость.

Сосчитайте количество зубьев в большой и малой шестернях велосипеда. Разделите большее на меньшее и получите передаточное число, которое укажет, во сколько раз ведомая шестерня, а с ней и колесо вращается быстрее ведущей шестерни.

Чтобы проверить вывод, проделайте небольшой опыт с велосипедом, Закрепите его так, чтобы заднее колесо не касалось земли и вращалось свободно. Теперь вращайте педаль рукой столько, чтобы ведущая шестерня сделала полный оборот" Сосчитайте, сколько оборотов при этом сделало колесо и убедитесь, что выигрыш в скорости точно соответствует частному от деления числа зубьев.

Третья - прямая передача. Ведущий и ведомый валы соединены
Третья - прямая передача. Ведущий и ведомый валы соединены

А теперь вернемся к коробке передач. По аналогии с проделанным опытом мы можем сказать, что, соединяя шестерни в различных комбинациях, можно в большей или меньшей степени выигрывать в силе или проигрывать так же, как и выигрывать или проигрывать в скорости. Словом, коробка передач позволяет изменять тяговое усилие и скорость движения автомобиля при одном и том же числе оборотов двигателя.

Если, например, самую малую шестерню промежуточного вала соединить с самой большой шестерней ведомого, то получим первую передачу. Она тихоходная, зато обеспечит максимальное тяговое усилие на ведущих колесах. Эту передачу водитель использует при трогании автомобиля с места, при движении по плохой дороге, при езде, на крутом подъеме и т. д.

Автомобиль стоит на месте, водитель занялся его ремонтом. Сейчас все валики а шестерни коробки передач находятся в покое, поэтому нам удобно будет рассмотреть ее устройство
Автомобиль стоит на месте, водитель занялся его ремонтом. Сейчас все валики а шестерни коробки передач находятся в покое, поэтому нам удобно будет рассмотреть ее устройство

А теперь выведем из зацепления первые шестерни и введем другие - шестерни несколько большего диаметра промежуточного вала - подведем к шестерне меньшего, чем в первом случае, диаметра ведомого вала. Передаточное число уменьшится. В результате ведомый вал будет вращаться быстрее, прибавит скорость автомобиль, зато сила тяги на колесах снизится. Это - вторая передача.

Можно выключить шестерни иначе. Шестерня ведущего вала имеет венец, а шестерня второй скорости ведомого вала внутренние зубья. Если подвинуть шестерню ведомого вала навстречу шестерне ведущего вала, можно ввести их в зацепление. Тогда оба вала окажутся соединенными в одно целое, или, как говорят, на прямую. В этом случае ведомый вал будет делать столько же оборотов, сколько и ведущий вал.

Автомобиль остановился перед шлагбаумом. Водитель перевел рычаг переключателя передач. Тихо работает мотор. Почему автомобиль стоит на месте? Потому что шестерни ведомого вала выведены из зацепления с шестернями промежуточного вала, усилие на ведомый вал больше не передается
Автомобиль остановился перед шлагбаумом. Водитель перевел рычаг переключателя передач. Тихо работает мотор. Почему автомобиль стоит на месте? Потому что шестерни ведомого вала выведены из зацепления с шестернями промежуточного вала, усилие на ведомый вал больше не передается

Это - третья, прямая передача. В нашей коробке это наивысшая. Она является обычной рабочей скоростью, самой экономичной.

Секрет заднего хода

Коленчатый вал вращается по часовой стрелке. В том же направлении крутится и ведущий вал коробки передач. А промежуточный? Он постоянно связан шестерней с ведущим и поэтому вращается навстречу ему, то есть против часовой стрелки. В свою очередь ведомый вал, получая вращение от промежуточного, крутится навстречу ему или по часовой стрелке.

Весь механизм устроен так, что когда ведомый вал вращается слева - вверх - направо, автомобиль идет вперед. Значит, чтобы заставить его двигаться вспять, надо изменить направление вращения ведомого вала на обратное.

Шестерня заднего хода
Шестерня заднего хода

Конструкторы решили эту задачу вводом дополнительной шестерни заднего хода. Она передвигается на самостоятельной оси и подключается между шестернями промежуточного и ведомого вала. Теперь ведомый вал получает вращение не непосредственно от промежуточного, а от шестерни заднего хода. Она будет вращаться по часовой стрелке, а ведомый вал - против. Автомобиль пойдет назад.

За тремя замками

Шестерни промежуточного вала легко и свободно движутся по шлицам, входит в зацепление. Но-они так же легко могут выйти из зацепления, особенно во время движения по плохой дороге и тряске. И каждый раз водитель должен отвлекаться от наблюдения за дорогой, от управления автомобилем, чтобы вернуть шестерню на место.

Как же сделать, чтобы шестерни произвольно не двигались?

На каретках, передвигающих шестерни, имеются две выточки, в которых установлены шарики со спиральными пружинами. В корпусе коробки передач сделаны три пары круглых выемок по размеру шариков. Когда включается скорость и шестерни полностью входят в зацепление, шарики как раз подойдут к выемкам и под давлением пружин немного, опустятся в них.

На этом рисунке изображены фиксатор и замок
На этом рисунке изображены фиксатор и замок

А не может ли случиться так, что одновременно станут передвигаться сразу две каретки и войдут в соприкосновение шестерни двух передач? Такое, если произойдет, вызовет поломку шестерен. Для предупреждения этого в коробке передач устанавливаются так называемые замки. Когда одна каретка перемещается, замки не позволяют передвигаться другой.

Шуметь воспрещается

На биллиардном столе сражение в полном разгаре. Высокий игрок, чья очередь, бьет сильно, от чего шар стремительно мчится по сукну, с громким стуком натыкается на другой. Партнер высокого, наоборот, посылает свой шар легким ударом, и у него шары сталкиваются с еле слышным щелчком.

Почему такое различие звуков по громкости? Оказывается, все дело в разности скоростей у катящихся шаров. Зависимость тут такая: чем больше скорость, тем громче стук от столкновения. То же происходит с шестернями. Предположим, у нас имеются две шестерни на осях, причем одна из них вращается. Попробуем ее ввести в зацепление со второй, неподвижной. Зубья столкнутся с громким лязгом. Причем и здесь та же закономерность: чем быстрее вращение, тем лязг громче.

Теперь сделаем иначе - и вторую шестерню заставим вращаться, разумеется, навстречу первой. Теперь сцепление произойдет мягче. А если скорости у шестерен будут одинаковы, то и вообще бесшумно.

В пути водитель вынужден переключать скорости. По его команде шестерни коробки передач то входят в зацепление, то выходят. А поскольку скорости вращения у них разные, представляете какой шум и лязг должен стоять, не предусмотри конструкторы специального приспособления. Частое столкновение зубьев значительно ускорило бы их износ.

Инженеры давно интересовались проблемой борьбы с шумом в коробке передач. И надо сказать, достигли неплохих результатов. Созданный ими прибор - синхронизатор - выравнивает скорости вращения.

Служба трения

В двигателе, где развиваются высокая скорость, давление и температура, трение - страшный враг. Не даром принимаются все меры, чтобы его уменьшить. Именно с целью снизить трение стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, шестерни коленчатого вала тщательно отшлифованы, а все трущиеся поверхности хорошо смазаны.

И, в то же время, в автомобиле имеются механизмы где трение стало надежным союзником. Это в первую очередь сцепление.

Мы уже говорили, что ведущий вал коробки передач получает вращение от маховика. Если их соединить накрепко, нельзя будет плавно трогаться с места, переключать скорости. В самом деле, заведем двигатель. Пока он работает вхолостую, все хорошо, но стоит включить передачу, и автомобиль, вздрогнув, рванется вперед.

После того как разгоним машину и включим вторую передачу, последует опять рывок. Подобные рывки сделают езду в автомобиле неприятной и утомительной. А для шестерен коробки передач и других деталей трансмиссии это настоящая погибель.

Знакомьтесь - автомобиль
Знакомьтесь - автомобиль

Механизм сцепления как раз и позволяет избежать рывков, обеспечить плавное трогание с места и плавный переход с одной скорости на другую. А используется в нем, как уже говорилось, трение.

Вспомним электропроигрыватель. Пластинка вращается вместе с кругом, и попробуйте остановить ее одну, не приподнимая. Это совсем не просто. Пластинка под тяжестью прижалась к кругу, и между ними возникло трение. Причем на круг укрепили материал, чтобы трение увеличилось. Иначе пластинка будет буксовать.

Этот принцип положен и в основу устройства сцепления. Маховик - тот же круг, а пластинка - диск, но прижимается к нему не силой собственного веса, а тугими пружинами. Маховик укреплен на коленчатом валу, а диск - на ведущем валике коробки передач.

Теперь ведущий вал сцеплен с маховиком. Вращается маховик, вращается и ведущий вал.

- Ну, а что изменилось?- спросите вы.- Маховик соединен с ведущим валом, значит опять при включении передачи автомобиль будет дергаться?

Общий вид сцепления
Общий вид сцепления

А вот и не угадали. Никакого дергания, никаких рывков не будет, если, конечно, водитель опытный. Теперь все зависит от него. А что касается сцепления, то оно же не жесткое. Стоит отжать пружины, и диск освободится.

Но как отжать пружины? Для этого в кабине водителя есть педаль сцепления, Когда она приподнята, пружины действуют, прижимают диск к маховику. А нажмет водитель педаль ногой, утопит ее вниз, и пружины освободят диск. Теперь усилия от маховика на ведущий вал не передаются. И если он еще вращается, то только по инерции.

Как же происходит включение передач и как действует сцепление? Допустим, автомобиль трогается с места. Двигатель заведен. Водитель нажимает педаль сцепления й рычагом включает первую передачу. Значит, самая маленькая шестерня промежуточного валика зашла в зацепление с самой большой шестерней ведомого.

На верхнем рисунке вы видите механизм сцепления во включенном состоянии. Когда маховик вращается, между его поверхностью и ведомым диском возникает трение. Благодаря трению маховик увлекает за собой ведомый диск, передает через него усилие на ведущий вал коробки передач. На нижнем рисунке показан механизм сцепления в выключенном состоянии
На верхнем рисунке вы видите механизм сцепления во включенном состоянии. Когда маховик вращается, между его поверхностью и ведомым диском возникает трение. Благодаря трению маховик увлекает за собой ведомый диск, передает через него усилие на ведущий вал коробки передач. На нижнем рисунке показан механизм сцепления в выключенном состоянии

Но что эта? Почему автомобиль продолжает стоять? Ах да, мы же забыли, что сцепление выключено.

Включив передачу, водитель дает газ и медленно, понемногу отпускает педаль сцепления. Почему медленно? Чтобы пружины не сразу прижали диск к маховику, чтобы вначале диск мог даже скользить, как говорят, пробуксовывать. Тогда усилия на коробку передач пойдут плавно.

Подобно этому переключаются передачи. Сделав разгон, водитель отжимает педаль сцепления, включает вторую скорость и затем, прибавляя газ, медленно отпускает педаль. Снова разгон и включение третьей, прямой передачи. И никаких рывков.

Механизм сцепления также дает возможность отключать трансмиссию от двигателя. Допустим, водителю понадобилось быстро остановить автомобиль. Он нажимает на тормозную педаль и получится разнобой, тормоза будут стремиться остановить машину, а двигатель - тянуть ее вперед. Но если предварительно, до торможения, выключить сцепление (фактически это делается одновременно), тогда автомобиль можно остановить быстро.

Несколько слов о путях увеличения силы трения. От чего она зависит? В первую очередь от материала дисков. Поэтому ведомые диски покрывают особым материалом, обычно из асбеста и пластмассы, который увеличивает трение. Немалое значение имеет и сила пружин.

И, наконец, величина трения зависит от поверхности дисков, чем диск больше, тем больше трение. Но размеры диска можно увеличить только до определенных пределов, иначе механизм сцепления получится громоздким. Тогда решили размеры не увеличивать, а на мощных автомобилях применять по нескольку дисков.

Не гнется, не ломается...

Итак, коробку передач с главной передачей связывает карданный вал. Казалось, что проще - взять стальной вал, один конец скрепить с ведомым валом коробки передач, а другой подвести к заднему мосту. Но ничего путного из такого устройства не выйдет - вал просто поломается, особенно при езде по плохой дороге.

Дело в том, что коробка передач вместе с двигателем прочно укреплена на раме автомобиля. А задний мост соединен с рамой при помощи рессор. На неровностях дороги задний мост будет подпрыгивать, увлекая за собою задний конец вала.

На рисунке вы видите, как смещается вал при наезде заднего моста на препятствия
На рисунке вы видите, как смещается вал при наезде заднего моста на препятствия

Рессоры, на которых крепится задний мост, будут то выгибаться, то распрямляться. Поэтому и мост будет то уходить от коробки передач, то приближаться к ней. Но ведь наш сплошной карданный вал ни вытягиваться, ни сжиматься не в состоянии. Он будет толкать коробку передач и двигатель то вперед, то назад, расшатывая крепление.

Вы видели тепловоз, который, пыхтя, тащит за собой сорок-пятьдесят вагонов? А как вы думаете, длина состава постоянна или может меняться? Оказывается, может меняться и меняется.

На рисунке вы видите, как смещается вал при наезде заднего моста на препятствия
На рисунке вы видите, как смещается вал при наезде заднего моста на препятствия

Вспомните, как при торможении постукивают буфера. Это вагоны набегают друг на друга, сжимая пружины буферов. А когда тепловоз трогается, пружины растягиваются и состав удлиняется.

Меняется и расстояние между коробкой передач и задним мостом, то есть ходовая часть автомобиля тоже удлиняется и укорачивается, правда, совсем незначительно, для глаза даже незаметно. Отсюда карданная передача автомобиля должна иметь возможность удлиняться или укорачиваться.

Карданные шарнирные соединения состоят из вилок и крестовин. Шипы крестовины входят в проушины вилок и лежат на подшипниках. Эти подшипники имеют большое количество тонких роликов - иголок. Отсюда и название подшипников - игольчатые. Одна из вилок соединена с ведомым валом коробки передач, вторая - с валиком, который на шлицах входит в полый конец карданного вала и может вдвигаться и выдвигаться. Такое крепление позволяет карданной передаче удлиняться или укорачиваться. А благодаря шарнирному соединению вилки и вместе с ними валы могут отклоняться от оси на 20-25 градусов по горизонтали и вертикали.

На втором этапе

В начале главы мы говорили, что трансмиссия, помимо других функций, выполняет и еще одну - преобразовывает направление вращения под углом 90 градусов. Задачу эту решает главная передача.

Основу главной передачи составляют конические шестерни. К концу карданного вала присоединен небольшой валик с малой ведущей конической шестерней. С нею находится в зацеплении большая ведомая шестерня. Обе имеют спиральные зубья, отчего работа их бесшумна. Соединение шестерен как раз и позволяет изменять направление вращения.

Дифференциал в разрезе
Дифференциал в разрезе

Главная передача выполняет и еще одну важную функцию. Хотя коробка передач понижает скорость вращения, все же карданный вал имеет значительную скорость. Что же касается прямой, высшей передачи, то, как вы помните, ее включение придает карданному валу те же обороты, что имеет и коленчатый, то есть до 5 000 в минуту В главной передаче за счет подбора шестерен с разным количеством зубьев осуществляется снижение скорости и увеличение тягового усилия в несколько раз. Причем передаточное число зависит от типа и назначения автомобиля, от тягового усилия и скорости, которые он должен развивать.

Колеса на повороте

Решим небольшую арифметическую задачу. Автомобиль "Москвич" сделал левый поворот, совершив круг радиусом в десять метров. Требуется подсчитать, какой путь прошло колесо автомобиля?

Пытливый ученик сразу же попросит разъяснений: какое колесо, правое или левое?

А разве не все равно? В том его и дело, что не все равно. Ведь колеса удалены друг от друга. При левом повороте правое колесо пройдет большее расстояние.

Может разница в пройденном пути небольшая, и с ней не стоит считаться? Давайте проверим это, произведя несложный расчет.

Сначала подсчитаем путь левого колеса. Допустим, радиус окружности, описанной им, равен десяти метрам. Длину окружности, то есть путь, пройденный этим колесом, получим по формуле 2πR или 2×3,14×10 = 62,8 метра.

Правое колесо удалено от левого на 1,2 метра. Значит, радиус круга, который оно сделало, составит 11,2 метра. А длина окружности 2×3,14×11,2 = 70,3 метра.

Выходит, за одно и то же время правое колесо прошло путь на 7,5 метра больше, чем левое. И, значит, оно вращалось быстрее.

Соответственно при развороте направо по кругу радиусом 10 метров левое колесо пройдет путь на 7,5 метра больше правого.

Если колеса автомобиля закрепить на одной оси, чтобы они вращались с одинаковой скоростью, разворот будет осуществляться с лишней затратой сил. Скажем, при повороте вправо левое колесо пойдет по более длинному пути и "не успеет" катиться за правым. В то же время правое будет скользить по дороге, "скрести" ее. При атом резина станет быстрее изнашиваться, а сопротивление повороту резко возрастет.

И не только на поворотах. Вот автомобиль двинулся по прямой, но дорога ухабистая, неровная. Правое колесо катится по гладкому участку, а левое то и дело попадает в ямки. Теперь, наоборот, левому выпало идти по гладкой поверхности, зато правое попало в ухаб. Если измерить все вертикальные неровности, которые описывают колеса в пути, то окажется, что даже при движении по прямой они совершают разный путь, и будь насажены на общую ось, очень часто им пришлось бы волочиться.

Конструкторы позаботились о том, чтобы задние колеса могли вращаться с разной скоростью. Насажены они не на общую ось, а на полуоси. Задний мост автомобиля к тому же снабдили особым механизмом, который назван дифференциалом.

Он состоит из двух конических шестерен, каждая из которых связана с соответствующими полуосями, и двух или четырех, в зависимости от типа автомобиля, малых конических шестеренок-сателлитов. Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с полуосевыми шестернями, связывая их воедино, как клинья.

Полуосевые шестерни с сателлитами находятся в металлической коробке, привернутой к ведомой шестерне главной передачи. Шипы сателлитов закреплены в коробке, поэтому они, а вместе с ними и полуосевые шестерни вращаются вместе с коробкой.

Допустим, автомобиль движется прямо по совершенно ровной дороге. Большая шестерня главной передачи будет вращать коробку дифференциала вместе с механизмом. И правое, и левое ведущие колеса автомобиля крутятся с одинаковой скоростью. Сателлиты только скрепляют полуосевые шестерни, и те вращаются, как бы составляя одно целое.

Но вот появилась необходимость сделать правый поворот. При этом правое колесо, проходя по более короткой внутренней дуге, встретит большее сопротивление со стороны дороги и снизит скорость вращения. Полуосевая шестерня притормозится, а сателлиты, поворачиваясь, начнут как бы "подгонять" полуосевую шестерню левого колеса. Получится то, что и требуется: правое колесо, проходящее более короткий путь, замедлит вращение, а левое, которому предстоит проделать больший круг за то же время, ускорит.

Знакомьтесь - автомобиль
Знакомьтесь - автомобиль

Так же и при повороте налево. Только все произойдет в обратном порядке. Подобно этому сателлиты будут вести себя и при езде по ухабистой дороге. Они позволяют колесам вращаться по-разному.

Но не всегда дифференциал полезен. При езде в распутицу автомобиль может попасть одним ведущим колесом на скользкое место и забуксовать. Тут уж водитель может сколько угодно "газовать", двигатель пусть надрывно гудит на всю округу, а машина ни с места. Кто виновник? Дифференциал.

В чем дело? Почему автомобиль оказался беспомощным? А потому, что колесо, стоящее на дороге, имеет хорошее сцепление, а другое скользит бесцельно, проворачивается, как говорят, буксует.

Не встречая сопротивления, оно не может сцепиться с дорогой. Полуось с шестерней первого колеса будет стоять неподвижно, а сателлиты станут перекатываться по ее зубьям и будут с удвоенной силой, с бешеной скоростью проворачивать буксующее колесо. Все усилия двигателя передадутся колесу, которое не сцеплено с дорогой,

Что же надо сделать, чтобы автомобиль начал двигаться? Под буксующее колесо необходимо подложить что-либо, что улучшит сцепление,- доски, ветки, камни, Когда колеса сцепятся с дорогой, сателлиты перестанут вращаться на своих осях и усилия передадутся обоим колесам. Автомобиль двинется вперед.

На некоторых машинах, которые предназначены для работы на плохих дорогах, устанавливаются специальные приспособления, позволяющие выключать дифференциал. Их называют блокировкой дифференциала. В них полуоси связываются в одно целое.

Пункт назначения

Итак, лошадиные силы приблизились к пункту своего назначения. Колеса получают вращение от дифференциала через полуоси. Полуоси задних колес имеют канавки - шлицы, на которые насажены полуосевые шестерни. К наружным концам полуосей на фланцы при помощи шпилек и гаек крепятся колеса.

Дифференциал и полуоси заключены в кожух из очень прочного, ковкого чугуна. Вряд ли можно найти на автомобиле еще деталь, которая работала бы в столь трудных условиях, как полуось.

Задний мост автомобиля
Задний мост автомобиля

Полуосевая шестерня пытается ее скрутить. Сила противодействия дороги весу автомобиля стремится изогнуть полуось в вертикальном направлении. Тяговое усилие на колесах, направленное в сторону движения автомобиля, так же изгибает полуось, только в горизонтальном направлении. А когда на колесо" обрушивается боковой удар при заносе или наезде на препятствие? В этом случае полуось будет сжиматься. От подобных перегрузок металл, как говорят, "устает", "стареет". Вот почему для полуосей выбирают очень прочную сталь.

Знакомьтесь - автомобиль
Знакомьтесь - автомобиль

предыдущая главасодержаниеследующая глава

LiveCasinoz.com: подбор лучших Live диллеров и игр.














© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2019
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://motorzlib.ru/ 'Автомобилестроение, наземный транспорт и организация движения'