От чего колёса крутятся? Редуктора ведущего моста; его болезни

От чего колёса крутятся? Редуктора ведущего моста – его болезни

ООО «Технический центр Инфорком» – предприятие, предоставляющее на российском рынке услуги по обслуживанию и ремонту любой сложности грузовой техники европейского производства, осуществляет продажу запчастей новых и бывших в употреблении, продажу агрегатов после профессионального осмотра, дефектовки, рекондиции с гарантией. При этом, проводит консультационную деятельность и начинает цикл статей, касающихся самых «наболевших» для перевозчиков тем в сфере ремонта и обслуживания подвижного состава. Открыть вышеуказанный цикл решено статьей «сезонной», на наш взгляд наиболее актуальной на момент её публикации.

Обычно редуктором (механика) называют устройство, преобразующее высокую угловую скорость вращения входного вала в более низкую на выходном валу, повышая при этом вращающий момент (материал из Википедии). Простыми словами, в рассматриваемом нами случае это механическое устройство, преобразующее вращение карданного вала во вращение ведущих колёс. В данной статье мы рассмотрим два основных типа ведущих мостов:

• гипоидный (для MAN HY13110, HY 1350, для VOLVO RS1344SV, EV-91, для RENAULT P1370) и
• редукционный (для MAN H913120, для RENAULT P1345, для SCANIA RB835)

Экскурс в историю

Изобретению редукторов мир обязан инженерам, работавшим над оснащением станков. В середине 19 века большое распространение получили паровые двигатели – довольно мощные, относительно надежные и недорогие агрегаты. Энергия стала дешеветь, а значит, появилась возможность использовать новые устройства в производстве. Одним из таких устройств стал текстильный станок, работающий в тандеме с паровым двигателем.

Запчасти на Renault 19

19 II convertible (D53, 853) (03.92 — 06.96)

Запчасти на Mazda 2

2 хетчбек (DL, DJ) (11.14 — )

Так вот, о решенной инженерами проблеме: вращательный момент. Вал парового двигателя вращался со слишком большой скоростью , что делало невозможным прямое подключение станка. Редуктор же позволял изменить как крутящий момент, так и угловую скорость. Это чисто инженерные понятия, так что давайте упростим схему работы редуктора для понимая. Представьте:

• На вращающемся вале двигателя находятся зубья шестерни;
• С зубьями ведущего вала сцепляются зубья вала аналогичного диаметра. В идеальных условиях валы начинают вращаться синхронно;
• С ведомым валом сцепляют уже другой, но большего диаметра. Малая шестеренка вращает большую – скорость вращения большой шестеренки оказывается меньше, чем малой!

Как было выяснено, любые зубчатые передачи имеют особую характеристику – передаточное число . Это отношение числа зубьев т.н. ведомой шестерни к числу зубьев у ведущей шестерни. Если, например, ведомая шестерня имеет m зубьев, а ведущая n зубьев, то передаточное число у такой пары будет равно m/n. Исходя из значения передаточного числа можно понять, что будет происходить с передаваемым крутящим моментом – увеличится он или уменьшится.

Изобретение редуктора позволило создать надежные и производительные станка, однако со времен редуктор удалось применить и в автомобилестроении. Как вы наверняка знаете, зубчатые передачи используются практически во всех механических и многих электромеханических устройствах. В автомобиле такие передачи являются основой трансмиссии и позволяют быстро менять скорость, с которой движется транспортное средство.

Почему деталь может выйти из строя?

Главная передача при передаче крутящего момента мотором может иметь одну либо две пары шестеренок. Двойные передачи делятся на центральные и разнесенные. Центральные передачи имеют несложную конструкцию, но на все элементы оказывается повышенная нагрузка, что приводит к более быстрому выходу из строя механизма. Разнесенная передача отличается более сложным строением, но ее эффективность значительно больше. Также механизмы имеют более компактные размеры, благодаря чему у машин может быть больший клиренс. Конструкция имеет высокую износостойкость, поэтому высоко ценится автомобилистами. Одинарные передачи делятся на четыре класса:

1. Цилиндрические. Все зубчатые колёса находятся на одной плоскости. Данная конструкция имеет максимальный коэффициент полезного действия, а передаточное число находится в пределах 3,5-4,2.
2. Конические. Имеют высокий КПД и шестерни, расположенные перпендикулярно, из-за чего механизм достаточно крупный и занимает много места.
3. Червячные. Механизмы достаточно компактные, отличаются бесшумностью, но более тяжелы в производстве и имеют низкий КПД.
4. Гипоидные. Обладают небольшой массой, компактными размерами, надежно передают усилия, обладают усредненным КПД.

Выход любой из частей редуктора может быть весьма неожиданным. Чаще всего ломаются подшипники, которые сделаны из бронзы. Подшипники располагаются в чулках, прикрепляющихся непосредственно к редуктору. Неисправность подшипников приводит к поломке чулков из-за чего начинают гнуться валы. Изгиб валов нередко становится причиной перекоса главной шестерни. Неправильное расположение зубчатого колеса приводит к возникновению надломов на детали либо сколов. Повреждение шестерни является распространенной причиной заклинивания редуктора. При слетании вала из своего посадочного места возможно появление трещин в корпусе редуктора.

Еще одной распространенной причиной возникновения неисправностей выступает несвоевременная замена смазочной жидкости в трансмиссии. Трансмиссионное масло обязательно менять каждые 35 тыс. км. Некачественное масло, залитое в трансмиссию, также может стать причиной нарушения работы редуктора и привести к его поломке.

Редуктор заднего моста в норме работает практически без шума. Появление посторонних звуков может стать явным признаком поломки детали. Чаще всего симптомами неисправности редуктора становятся:

1. Шум во время разгона машины. Данный признак может сигнализировать об износе подшипников дифференциала либо низком количестве смазочного материала в редукторе.
2. Шум при разгоне либо торможении мотором. Сильно изношенные подшипники главной шестерни, появление зазубрин либо изменение зазора между зубьями ведущей шестеренки.
3. Во время поворотов появление шума либо скрипом. Износ подшипников либо их тугое вращение становится причиной возникновения таких звуков.
4. При начале движения стук непонятной природы. Разбитое отверстие для оси сателлитов либо увеличенные зазоры в шлицевом соединении приводят к появлению стука во время начала движения.
5. Постоянный шум от заднего моста. Если шум появился после замены либо ремонта редуктора, то причиной может стать неправильная настройка. Также шум возникает при деформации балок либо истирании полуосей и шестерён.

После проведения ремонта переднего моста, связанного с заменой шестерен, необходимо выполнить регулировку пятна контакта:

1. Подобрать дистанционное кольцо (детали выпускаются с допуском по 0,025 мм в обе стороны), обеспечивающее необходимый зазор в конических подшипниках ведущего вала. При подборе учитывается расстояние между центром полуоси и нижней кромкой распорной втулки (параметр А). Также требуется учесть зазор между кромкой внутреннего кольца и противоположным краем внешнего кольца (параметр Б). Толщина кольца определяется по формуле С=А-(111,96+Б).
2. Уложить кольцо в посадочное гнездо.
3. Вставить внешние кольца подшипниковых опор ведущего вала в картер.
4. Надеть кольцо для сгона масла на ведущий вал, а затем смонтировать тыловой подшипник.
5. Установить распорную муфту и вставить хвостовик в картер.
6. Надеть 2-й подшипник на ведущий вал, кольцо монтируется до упора.
7. Установить на шлицевую часть шайбу, а затем надеть фланец (используется для подсоединения карданного вала).
8. Зафиксировать кольцо и фланец при помощи гайки, затяжка резьбового соединения производится до момента устранения осевого люфта. Усилие прокручивания вала не должно быть выше 2,0 Н*м в случае применения новых подшипниковых опор. Если используются старые подшипники, то значение момента составляет 0,4-0,8 Н*м. Момент затяжки гайки должен находиться в диапазоне от 180 до 250 Н*м, при приложении повышенного усилия происходит смятие дистанционной втулки.
9. Нанести на поверхность фланца и гайки метки (например, масляной краской или нитроэмалью), которые используются при дальнейшей регулировке моста.
10. Смонтировать в полость картера дифференциал, необходимо приобрести несколько комплектов регулировочных шайб, отличающихся толщиной.
11. Установить оригинальную шайбу (которая использовалась со старыми зубчатыми колесами), а затем распереть конструкцию гайкой, которая находится на правой стороне.
12. Нанести на зубья шестерни масляную краску или иной красящий материал, который не высыхает на протяжении 30-40 минут.

Провернуть шестерни на 3-4 оборота и осмотреть отпечаток, который появился на ведущей шестерне. Если пятно имеет овальную конфигурацию и находится в центральной части зубцов, то регулировка корректна. Смещение пятна к вершине зуба указывает на необходимость приближения хвостовика к шестерне дифференциала, но при этом ведомое колесо отводится в сторону от ведущей шестерни.

Если пятно смещено к основанию, то ведущее колесо отводится от ведомого (уменьшением толщины регулировочного кольца). Для удержания бокового зазора в допустимых пределах необходимо сместить ведомую шестерню к ведущему зубчатому колесу. При смещении пятна к узкому или широкому концу зуба необходимо соответственно отодвинуть или придвинуть ведомую шестерню.

После завершения регулировки устанавливается сальник, предотвращающий вытекание масла. Затем производится затяжка подшипников хвостовика (до момента совмещения меток, нанесенных краской). Для предотвращения самопроизвольного откручивания резьбового соединения фланец гайки заминается в специальный паз, предусмотренный на боковой поверхности вала.

Как устроен редуктор заднего моста ?

Для понижения скорости в трансмиссии предусмотрено целых два устройства – коробка передач и редуктор моста. Казалось бы, для понижения скорости вращения коленчатого вала достаточно одного устройства – коробки передач. В соответствии с этим принципом построена трансмиссия мотоцикла – редуктора у него нет. Однако автомобиль отличается от мотоцикла тем, что у него два ведущих колеса, поэтому и возникает необходимость во втором устройстве, раздающий вращение одного входного вала двум выходным валам.

Строго говоря, в корпусе узла, который принято называть редуктором, скрываются два устройства. Первое — сам редуктор. Второе – дифференциал, распределяющий крутящий момент в нужной пропорции. Задача редуктора – снижать скорость вращения выходных валов по отношению к входному. Редуктор, преобразующий высокую угловую скорость входного вала в более низкую, обычно называют демультипликатором.

Передаточное число редуктора заднего моста

Редукторы заднего моста классифицируют по так называемому передаточному числу. Передаточное число — это отношение угловой скорости ведущего вала к угловой скорости ведомых валов.

Чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля

На практике важно знать только одно: чем выше передаточное число редуктора, тем больше грузоподъемность автомобиля. Соответственно, чем ниже передаточное число, тем автомобиль будет ехать быстрее. Знать это важно, потому что на одну и ту же модель в разных модификациях нередко ставят редукторы с различным передаточным числом. Например, редуктор ВАЗ-2102 в кузове универсал, предназначенной для перевозки грузов, обладал числом 4,4, а на пассажирскую ВАЗ-2101 ставился редуктор с передаточным числом 4,3. Это значит: за один оборот ведомой шестерни на выходном вале редуктора каждый ее зуб войдет в зацепление с ведущей шестерней и выйдет из него 4 целых 3 десятых раза. Такую же закономерность можно проследить и в конструкции любых заднеприводных автомобилей, например, в BMW

Особенности конструкции редуктора заднего моста

Для передачи крутящего момента с ведущего вала на расположенные под прямым углом к нему ведомые валы применяются шестерни, или, иначе, зубчатые колеса. Поскольку валы находятся под разными углами, зубья шестерен имеют специфическую форму — такие шестерни называются коническими.

Применение конических шестерен обусловлено не только необходимостью передавать вращение, но и тем, что зубчатые колеса этого типа издают при работе меньше шума, а это важно для обеспечения комфорта в небольшом легковом автомобиле.

Чтобы редуктор действительно был механизмом, понижающим скорость вращения, необходимо, чтобы ведущее зубчатое колесо отличалось по размеру от ведомых. Если это правило соблюдено, на один полный оборот входящего вала приходится неполный оборот или несколько оборотов ведомого вала – таким образом скорость вращения редуцируется, то есть снижается. В некоторых автомобилях требуется очень существенное понижение скорости вращения — к примеру, в вездеходах, которые в некоторых ситуациях передвигаются очень медленно, чтобы не застрять.

Особенности эксплуатации редуктора заднего моста

При работе зубья шестерен контактируют друг с другом, то есть входят в зацепление и выходят из него. Как бы хорошо ни были подобраны и отрегулированы шестерни, при работе зубья все равно изнашиваются. Поэтому шестерни делают из высококачественной закаленной стали, а в корпус редуктора заливают жидкое трансмиссионное масло. Масло имеет тенденцию вытекать, и удерживают его в корпусе уплотнения в местах выхода валов. Эти уплотнения называются сальниками и имеют ограниченный срок службы. Когда сальники изнашиваются, на корпусе в месте выхода валов появляются пятна масла. Если вовремя не заменить их, масло вытечет, и его износ многократно ускорится. Кроме того, через изношенные уплотнения внутрь корпуса попадает грязь. Для предотвращения этого корпус редуктора необходимо периодически осматривать из ямы.

Корпус редуктора заднего моста

Корпус редуктора – деталь, целиком отлитая из металла. Метод отливки хорош тем, что полученная при его помощи деталь обладает высокой прочностью, что необходимо, учитывая тяжелые условия эксплуатации редуктора. Отливают корпуса чаще всего из чугуна. Минусом литого корпуса является большой вес. Поэтому, если нужно облегчить вес редуктора (например, для установки в спортивный автомобиль), корпус отливают из легкого сплава, усиливая вставками из литейной стали только места, испытывающие непосредственную нагрузку.

В каких еще конструкциях привода применяется редуктор заднего моста

Редуктор заднего моста есть во всех заднеприводных автомобилях, например, в «классических» моделях ВАЗ, таких как 2106. Помимо заднеприводных автомобилей редуктор заднего моста есть в любом полноприводном внедорожнике, кроссовере, седане повышенной проходимости или спорт-купе. Кстати, в полноприводных автомобилей редукторов, как минимум, два — заднего и переднего мостов.

Составляющие редуктора

Редуктор заднего моста включает такие основные детали:

• ведущую и ведомую шестерни;
• хвостовик;
• сателлит;
• шестерню полуоси;
• ось сателлитов;
• стопорную пластину;
• коробку дифференциала;
• гайку для регулировки подшипников;
• сальник.

Ремонт заднего редуктора

Ремонтом и регулировкой редуктора должны заниматься люди компетентные, понимающие как это устроено и работает. Ведь если неправильно отрегулировать редуктор после ремонта, то спустя совсем небольшой срок, вновь может понадобиться замена тех или иных деталей.

Тем не менее, давайте вкратце рассмотрим процедуру разборки редуктора заднего моста, на примере автомобиля Газель.

Разборка редуктора моста

На зажатом в тисах редукторе откручиваются болты, которыми крепятся стопорные пластины, после чего пластины снимаются. Крышки подшипников перед снятием лучше всего пометить, дабы избежать путаницы при сборке, то же самое делаем с наружными обоймами подшипников. Сами подшипники осматриваем на предмет пригодности дальнейшего их использования.

Люфт шестерней полуосей не должен превышать 0,5 мм, если он больше, то, скорее всего, потребуется заменить коробку дифференциала. Дальше нужно открутить планетарную шестерню, выбить и вытащить ось сателлитов.

Извлекаем из корпуса ведущий вал и выбиваем внутренние кольца роликового подшипника через выколотку или подкладку из мягкого металла. После тщательного осмотра всех деталей, выбраковываем имеющие сколы, трещины.

Сборка

В том случае, если все детали редуктора остались прежними, то можно ограничиться заменой сальника и распорной втулки. Если какие-то элементы главной пары подвергались замене, то необходима новая распорная шайба. На вал запрессовывается внутренняя обойма подшипника, и после установки новой распорной втулки он устанавливается в корпус редуктора. Установив новый сальник и надев фланец, затягиваем все это новой гайкой. Устанавливаем на место дифференциал, закручиваем крышки подшипников.

Регулировка

Ответ на вопрос, как отрегулировать редуктор заднего моста, весьма не прост, и требует определенных навыков. Неверная регулировка после сборки, сведет на нет все ваши усилия после ремонта. Поэтому, если вы полностью не уверены в своих силах, рекомендуем обратиться в специализированный сервис, где регулировку произведут специалисты, с использованием специального оборудования.

Мы не будем описывать в данной статье весь процесс регулировки, наиболее полное и наглядное руководство содержится в видеоролике.