3.5 Главная передача и дифференциал
Общее устройство и принцип действия главной передачи и дифференциала. Главная передача служит для передачи крутящего момента на переднеприводных автомобилях от вторичного вала коробки передач через дифференциал на валы привода передних ведущих колес, а на автомобилях с классической схемой компоновки — от карданной передачи через дифференциал на полуоси заднего ведущего моста. Главная передача изменяет по величине и направлению крутящий момент, при этом тяговое усилие на ведущих колесах увеличивается с увеличением передаточного числа главной передачи. На изучаемых легковых автомобилях главная передача представляет собой зубчатую пару, включающую ведущую шестерню 2 (рис. 101) и прикрепленную к коробке дифференциала ведомую шестерню 1.
Рис. 101. Схема устройства и работы главной передачи и дифференциала:
а — автомобиль идет по прямой (сателлиты не вращаются, ведущие колеса вращаются с одинаковой скоростью); б — автомобиль движется по закруглению (скорости ведущих колес разные, сателлиты вращаются вокруг своих осей); 1 и 2 — ведомая и ведущая шестерни главной передачи; 3 — ось сателлитов; 4 — сателлит; 5 — полуосевая шестерня; 6 — валы привода передних ведущих колес (у переднеприводных автомобилей) или полуоси заднего ведущего моста (у автомобилей с классической схемой компоновки)
Дифференциал распределяет подводимый к нему крутящий момент поровну между приводными валами (полуосями) ведущих колес и позволяет им вращаться с неодинаковыми скоростями. Необходимость вращения ведущих колес с разной скоростью на поворотах и при движении по неровностям дороги объясняется тем, что колеса в этих условиях проходят неодинаковый путь. При повороте, например, внешнее по отношению к центру поворота колесо проходит больший путь, чем внутреннее. Для того, чтобы качение внутреннего колеса было без проскальзывания, оно должно вращаться медленнее, чем внешнее. Дифференциал состоит из коробки с прикрепленной к ней ведомой шестерней 1 главной передачи, размещенных внутри коробки на оси 3 сателлитов 4, и полуосевых шестерен 5, которые установлены на валах 6 привода передних колес. При движении автомобиля усилие от главной передачи передается на коробку дифференциала, затем через ось 3 на сателлиты 4 и далее через полуосевые шестерни 5 и приводные валы (полуоси) 6 к ведущим колесам.
При движении автомобиля по прямой и ровной дороге сопротивление качению правого и левого колес одинаково, сателлиты, каждый из которых можно рассматривать как равноплечий рычаг, вокруг своей оси не вращаются. Они оказывают одинаковое давление на шестерни полуосей и вращают их с равными скоростями. Во время поворота автомобиля или движения по неровностям дороги, когда одно из колес, встречая большее сопротивление, замедляет свое вращение, второе начнет вращаться с большей частотой за счет вращения сателлитов вокруг своей оси. При этом сумма частот вращения правого и левого колес всегда равна удвоенной частоте вращения коробки дифференциала.
Главная передача и дифференциал на изучаемых переднеприводных автомобилях размещены в одном картере с коробкой передач, а на автомобилях с классической схемой компоновки они объединены в отдельный редуктор, размещенный в картере заднего ведущего моста.
Главная передача на рассматриваемых автомобилях одноступенчатая, с цилиндрическими косозубыми шестернями (на автомобилях ВАЗ-2109 и ЗАЗ-1102) или с коническими шестернями со спиральными зубьями (гипоидная передача, устанавливаемая на остальных автомобилях).