Какие полуоси называют полуразгруженными и полностью разгруженными

Устройство автомобилей

Крутящий момент из средней части ведущего моста, где расположены главная передача и дифференциал, должен передаваться на некоторое расстояние, зависящее от ширины автомобиля и его колеи, к ведущим колесам. Эту функцию выполняют валы ведущих колес, которые обычно называют полуосями.

На ведущее колесо автомобиля действуют следующие силы:
— реакция R_z дороги, зависящая от веса автомобиля, приходящаяся на колесо;
— сила тяги R_x или тормозная сила R_t;
— боковая сила R_y, возникающая при повороте и заносе автомобиля или на косогоре. Все эти силы создают изгибающие моменты, которые могут существенно нагружать полуоси.
В зависимости от типа автомобиля и его назначения установка полуосей в картере моста осуществляется различными способами, от которых зависит степень разгруженности полуоси, т. е. ее защищенность от воздействия изгибающих моментов.

Полуразгруженными называют полуоси, непосредственно опирающиеся на подшипник, установленный в балке заднего моста (рис. 1, а). Такие оси воспринимают изгибающие моменты от всех перечисленных выше сил. Полуразгруженные полуоси применяют в задних ведущих мостах легковых автомобилей малой грузоподъемности.

Разгруженные на три четверти полуоси (рис. 1, б) воспринимают моменты лишь частично из-за податливости подшипникового узла и балки моста. Основная часть изгибающих моментов передается балке моста через подшипник. Такие оси применяются ограниченно в ведущих мостах легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Полностью разгруженные полуоси (рис. 1, в) имеют ступицу колеса, установленную на балке моста на двух подшипниках. В результате все изгибающие моменты передаются от колеса непосредственно на балку моста, при этом полуось передает только крутящий момент от главной передачи и дифференциала к ведущему колесу.
Разгруженные полуоси применяют в ведущих колесах грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах.

Полуоси относятся к числу исключительно ответственных деталей, от надежности работы которых во многом зависит безопасность автомобиля, поэтому они изготавливаются из легированных сталей. Внутренние концы полуосей имеют шлицы, с помощью которых они соединяются с полуосевыми зубчатыми колесами дифференциала. Наружный конец полуоси имеет фланец, с помощью которого она посредством резьбовых соединений (обычно – шпильками) крепится к ступице колеса (рис. 3).
На некоторых полуосях наружный конец полуоси также имеет шлицевую часть (рис. 3, б). В этом случае соединение полуоси со ступицей колеса осуществляется посредством фланца, надеваемого на эти шлицы.

Фланцевый конец полуоси может иметь каналы для подвода воздуха из системы централизованной накачки шин. Выход полуоси из балки моста уплотняется манжетой для предохранения утечки смазочного материала и предотвращения попадания посторонних частиц, воды или грязи.

Полуось привода переднего моста (рис. 3, в) должна передавать крутящий момент колесу при изменяющихся углах между валами. Поэтому в ее конструкции предусматривается шарнир равных угловых скоростей, конструкций которых рассмотрены на отдельной странице. При этом полуось состоит из двух частей: внутренней полуоси 1 и наружной 3. Внутренняя полуось, более длинная, шлицами соединяется с полуосевым зубчатым колесом дифференциала, наружная полуось своей шлицованной частью соединяется с фланцем, от которого момент передается на ступицу колеса.

На полноприводных автомобилях с блокированным приводом переднего моста при движении с выключенным передним мостом механизмы моста вращаются, так как они получают привод от свободно катящихся колес. Это снижает срок службы главной передачи и дифференциала, негативно сказывается на расходе топлива, поэтому на многих автомобилях (например, на автомобиле УАЗ-3151 и т. п.) предусмотрено отключение колес от механизмов трансмиссии. Для этой цели полуось соединяется с фланцем посредством промежуточной муфты, которая чаще всего выполняется зубчатой или кулачковой.
При необходимости муфта может выниматься, и колеса вместе со ступицей и фланцем будут вращаться автономно, не увлекая полуоси.

Полуоси

Валы трансмиссии, соединяющие дифференциал с колесами ведущего моста автомобиля, называются полуосями. Полуоси служат для передачи крутящего момента двигателя от дифференциала к ведущим колесам.

На автомобилях применяются различные типы полуосей (рисунок 1).

Рисунок 1 — Типы полуосей, классифицированных по различным признакам

Фланцевая полуось (рисунок 2, а) представляет собой вал, который изготовлен за одно целое с фланцем 2. Фланец находится на наружном конце полуоси и служит для крепления ступицы или диска колеса. Внутренний конец 1 полуоси имеет шлицы для соединения с полуосевой шестерней дифференциала. Фланцевые полуоси получили наибольшее применение.

Бесфланцевая полуось (рисунок 2, б) представляет собой вал, наружный и внутренний концы которого имеют шлицы. Шлицы наружного конца 3 предназначены для установки фланца крепления полуоси со ступицей колеса, а шлицы внутреннего конца 1 — для связи с полуосевой шестерней дифференциала.

При движении автомобиля, кроме крутящего момента, полуоси могут быть нагружены изгибающими моментами от сил, действующих на ведущие колеса при прямолинейном движении на повороте, при торможении, заносе и т.п. Нагруженность полуосей зависит от способа их установки в балке ведущего моста.

Рисунок 2 — Полуоси

а — фланцевая; б — бесфланцевая; в — полуразгруженная; г — разгруженная; 1, 3 — шлицевые концы; 2 — фланец; 4 — подшипник; 5 — балка; 6 — полуось; 7 — ступица

Полуразгруженная полуось 6 (рисунок 2, в) наружным концом опирается на подшипник 4, установленный в балке 5 заднего моста. Полуось не только передает крутящий момент на ведущее колесо и работает на скручивание, но и воспринимает изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях от сил, действующих на ведущее колесо при движении автомобиля. Полуразгруженные полуоси применяются в задних ведущих мостах легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъемности.

Разгруженная полуось 6 (рисунок 2, г) имеет ступицу 7 колеса, установленную на балке 5 моста на двух подшипниках 4. В результате все изгибающие моменты воспринимаются балкой моста, а полуось передает только крутящий момент, работая на скручивание. Разгруженные полуоси применяются в ведущих мостах автобусов и грузовых автомобилей средней и большой грузоподъемности.

Разгруженные и полуразгруженные полуоси

Мосты по конструкции полуосей подразделяются на две категории:
1. Мосты с полуразгруженными полуосями;
2. Мосты с разгруженными полуосями.

Полуразгруженные полуоси
В схеме с полуразгруженной полуосью, полуось передает и крутящий момент и воспринимает поперечные нагрузки и вес автомобиля.
Применяется обычно на легковых автомобилях, где нагрузка на ось невелика.
Плюсы:
более простая конструкция;
меньший вес
Минусы:
меньшая нагрузочная способность;
при поломке полуоси, колесо просто отделяется от автомобиля, со всеми вытекающими последствиями

Разгруженные полуоси

В схеме с разгруженной полуосью, полуось передает только крутящий момент и не воспринимает поперечные нагрузки и вес автомобиля.
Применяется обычно на грузовиках, где нагрузка на ось велика.
Плюсы:
большая нагрузочная способность;
при поломке полуоси ее можно просто вынуть (если это полноприводный автомобиль — можно продолжить движение на одном мосту)