Поперечные валы служат для передачи крутящего момента и обеспечивать поворот управляемых колес. При этом узлов они должны компенсировать линейные перемещения от дифференциала на ведущие колеса.
Поскольку практически на всех легковых автомобилях применяются только гомокинетические шарниры, далее рассматриваются именно они.
Устройство поперечного приводного вала
Поперечный приводной вал — это система, состоящая из наружного шарнира (со стороны колеса), внутреннего шарнира (со стороны коробки передач) и соединяющего их профильного вала. Сюда могут входить элементы антиблокировочной системы (кольцо ABS) и демпферы. Некоторые варианты показаны на рис. 1.
Как правило, все узлы не требуют обслуживания в течение всего срока службы.
Устройство поперечного приводного вала переднего привода
На автомобилях с приводом на передние колеса приводные валы (рис. 2 «Детапировочные чертежи приводных валов различной конструкции«) должны выполнять следующие функции:
- Передача крутящего момента от двигателя через коробку передач и дифференциал к ведущим колесам;
- Компенсация изменения длины приводного вала при движении колеса вверх-вниз;
- Компенсация изменения длины приводного вала при повороте управляемого колеса;
- Синхронное вращение передних колес даже при их повороте.
Для компенсации изменений длины вала, возникающих при движении колеса вверх-вниз и при его повороте, со стороны коробки передач применяется универсальный шарнир.
Такие шарниры обладают осевой подвижностью и малым углом отклонения.
Чтобы автомобиль мог поворачивать, со стороны колеса применяется жесткий шарнир. Он не имеет осевой подвижности и компенсирует только угол поворота колеса.
Устройство поперечного приводного вала заднего привода
В конструкции заднеприводного автомобиля с независимой подвеской всех колес применяются не полуоси внутри картера жесткого заднего моста, а приводные валы, сходные по конструкции с валами переднеприводного автомобиля. В сравнении с передним приводом у приводных валов задних колес меньше функций. К ним относятся:
- Передача крутящего момента от двигателя через коробку передач и дифференциал к ведущим колесам;
- Компенсация изменения длины приводного вала при движении колеса вверх-вниз.
На заднеприводных автомобилях используются приводные валы с двумя универсальными шарнирами, поскольку задние колеса не являются управляемыми (рис. 3 «Приводной вал с двумя универсальными шарнирами«).
Поперечный приводной вал с демпфером
При поперечном расположении двигателя и переднем приводе валы привода ведущих колес должны быть разной длины. Это отрицательно сказывается на управляемости и ходовых качествах автомобиля. У более длинного вала жесткость меньше, чем у короткого, и он больше подвержен колебаниям, которые проявляются в шуме и вибрациях.
Такое различие в крутильной жесткости при сильных реакциях на изменение нагрузки может приводить к неожиданным движениям в рулевом управлении.
Во избежание описанных реакций более длинный поперечный вал может оснащаться точно подобранным демпфером (рис. 4 «Поперечный вал с резиновым демпфером крутильных колебаний«), который увеличивает момент инерции приводного вала, при этом снижая резонанс изгибных колебаний вала.
Полый поперечный приводной вал
Другой способ добиться одинаковой работы поперечных валов при их разной длине показан на рис. 5 «Поперечный вал полой конструкции«.
В этом случае вместо использования демпфера более длинный поперечный вал выполняется полым и при этом получает такие же свойства, что и у более короткого вала.
Поперечный приводной вал с промежуточным валом
Как сказано в абзаце «Поперечный приводной вал с демпфером», некоторые автомобили приходится оснащать поперечными валами разной длины (рис. 6).
При быстрых разгонах автомобиля и разных углах работы в шарнирах это, разумеется, могло бы привести к снижению ходовых качеств.
Как показано на рис. 6, у левого, более короткого поперечного вала угол наклона больше, чем у правого, более длинного вала.
Правое колесо склонно к повороту внутрь, тогда как левое колесо уводит наружу.
Чтобы ходовые качества не снижались, поперечные валы должны иметь одинаковую длину. Этого добиваются применением промежуточного вала.
Как видно на рис. 7 «Выравнивание углов наклона приводных валов с помощью промежуточного вала«, оба поперечных вала расположены под одним и тем же углом. Возникающие на колесах моменты направлены противоположно друг другу и взаимно уничтожаются.
Практическая реализация конструкции с поперечными валами равной длины на рис. 8 «Поперечные приводные валы с промежуточным валом» представлена на примере автомобиля с силовым агрегатом (двигатель-КПП-дифференциал), расположенным перпендикулярно направлению движения.
Собственно, необходимая разница длины левого и правого поперечных приводных валов скомпенсирована промежуточным валом.
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:
