Гипоидная передача: что это такое и как работает

Гипоидная передача: что это такое и как работает

УАЗ 3151 “ЧЁ ЗА НЛО?” ©ГАИШНИК › Бортжурнал › Особенности гипоидной передачи или почему не стоит дергать машину задним ходом

С разрешения cyrill3 позволю себе продублировать его статью про некоторые моменты, касающиеся нашего железа… Думаю, что многим она будет полезна и многим поможет избежать ненужных неприятностей, Вот:

Большинство знает как выглядит главная передача (ГП) автомобиля, но не все знают особенности ее работы. Из-за этого часто возникают ошибки в управлении автомобилем и соответственно сокращение срока жизни его частей.
Рассмотрим некоторые типы ГП.

а — коническая с прямозубым зацеплением;
б — коническая с косозубым зацеплением;
в — коническая с гипоидным зацеплением.

На большинстве современных автомобилей стоит гипоидная ГП. Она тише в работе и способна передать больший крутящий момент без разрушения. Но то, что оси шестерен не совпадают приводит к тому, что пятно контакта при работе смещается. Шестерни стараются раздвинуть себя. Смотрим на форму правильного пятна контакта.

I – стороны переднего хода;
II – стороны заднего хода;
нас интересует только правильная позиция — e.
Обратите внимание, что пятно контакта при движении вперед почти посредине зуба, а назад смещено к его краю, причем к тому, который тоньше (зуб снаружи бублика имеет большую толщину. чем внутри). Это особенности люфтов в гипоидной передаче.
Мало того при приложении нагрузки пятно контакта будет смещаться (помним что шестерни пытаются раздвинуться). Но при движении вперед пятно будет сдвигаться в сторону толстого края зуба, а в случае заднего еще дальше в сторону тонкого. Естественно, толстая сторона зуба выдерживает намного большие нагрузки. Почему так сделали? Машина в основном движется вперед и не так часто задним ходом.
Все просто для одного редуктора, но у нас же внедорожник — тут их два.
Тут есть два варианта. Или у вас передний мост имеет такой же редуктор, как и задний, но перевернутый или у вас стоит реверсивная пара с обратным наклоном зубцов.
В случае перевернутого редуктора моста изначально пятно контакта ставится с чуть другим смещением, но при нагрузке и движении вперед смещение пятна будет в сторону тонкого края зубца. Этим пренебрегают, поскольку в таком случае пара, обычно, такая же как задняя, то есть более мощная, а на передний мост нагрузка почти всегда меньше.
В случае реверсивной пары все работает так же, как и для заднего моста, в этом случае часто ставят меньшую пару.
Ну и теперь главное. зачем я писал этот опус.
Внедорожники часто выдергиваю друг друга, когда один из них застрял.
Даже при использовании динамической стропы, нагрузки на главных парах, превосходят заложенные конструктивно. Но при выдергивании передним ходом будут работать более толстые части зубцов, где запас прочности выше. При выдергивании задним — более тонкие. Соответственно сломать зуб на ГП намного проще. И даже если у вас передний редуктор моста перевернутого типа, который будет смещать пятно контакта в другую сторону, все равно стоит выдергивать машины ходом вперед. Почему? Тут тоже все не так уж сложно. Более нагруженным будет тот мост, который ближе к выдергиваемому автомобилю (ну разве что вы его с горы стащить хотите). Казалось бы в такой ситуации на авто с перевернутым редуктором все равно какой стороной дергать. Но не забываем что передний мост всегда конструктивно слабее. Шрусы или крестовины тоже порвать можно, да и полуоси передние обычно тоньше.
В общем, решать конечно вам, но я категорически советую выдергивать машины только ходом вперед.
И не забываем о простых правилах:
Стараемся использовать динамическую стропу.
Не дергаем под большим углом. Проушины под углом держат намного меньшую нагрузку.
Используем тросогаситель (можно просто куртку). Пробитое стекло или дверь самое безболезненное что может случится если стропа лопнет.
Если тянем авто больше по массе или сильно засевшие тормозим в конце разгона, иначе вас просто откинет назад.
Если есть возможность — не ленимся использовать лебедку, это дольше, но намного безопасней.

А от себя добавлю, что ГП надо любить и помнить о них! В противном случае поломка в паре сотен километров от ближайшей цивилизации, не несёт в себе ничего хорошего, даже если ГП есть в запасе, как например у меня вот тут…:)

Принцип работы и устройство гипоидной передачи

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс различных технических и инженерных решений. Благодаря слаженной работе всех агрегатов, устройств и механизмов различных типов удается в конечном итоге получить надежное, экономичное и комфортное транспортное средство.

Как известно, основными узлами автомобиля принято считать силовой агрегат и трансмиссию. Фактически, двигатель вырабатывает энергию, тогда как трансмиссия преобразует крутящий момент и передает его на колеса.

При этом важным элементов в устройстве многих авто является гипоидная передача. Далее мы поговорим о том, что такое гипоидные передачи, какие типы подобных передач бывают, как работает такая передача, а также какие плюсы и минусы имеет подобное решение.

Что такое гипоидная передача в автомобиле и ее особенности

Итак, различные передачи делятся по типу используемых шестерней. Передачи бывают коническими, цилиндрическими, гипоидными и т.д. Давайте рассмотрим гипоидную передачу более подробно.

Затем, благодаря ряду очевидных преимуществ, гипоидная передача появилась на грузовых машинах и других типах техники. Гипоидной передачей стали заменять двойную передачу.

Основным отличием гипоидной передачи от других типов передач является то, что оси валов в обязательном порядке нужно сместить в соответствии со строгими математическими расчетами. Еще гипоидную передачу можно использовать только в узлах, где оси зубчаток будут скрещены. Важно понимать, что если проигнорировать первое и второе правило, произойдет заклинивание передачи.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Итак, гипоидная главная передача или другая передача данного типа имеет целый ряд плюсов по сравнению с другими видами передач. Прежде всего, необходимо отдельно отметить минимальный уровень шума во время ее работы, что означает высокий акустический комфорт.

Это становится возможным благодаря тому, что сразу несколько зубьев одновременно находятся в зацеплении. Параллельно можно выделить высокую прочность по причине увеличенного диаметра шестерни, особенно в сравнении с другими видами передач.

Зубья гипоидной передачи отличаются высокой износостойкостью (особенно если сравнивать с конической передачей), что позволяет механизмам с такой передачей работать долго и безотказно.

В целом, машины, где используется гипоидная передача, получают лучшую устойчивость, а также более высокую плавность хода. Как правило, гипоидные передачи активно используются в устройстве автомобилей премиального класса. Другими словами, если автопроизводитель стремится обеспечить лучшие характеристики, именно гипоидная передача является оптимальным решением.

  • Теперь о недостатках гипоидных передач. Казалось бы, с учетом всех преимуществ, минусов быть не должно. Однако на практике все не совсем так. Прежде всего, гипоидная передача является дорогостоящим механизмом, который требует высокой точности при изготовлении.
Читать еще:  Шкода октавия а5 задний подшипник замена

Вполне очевидно, что ее использование приводит к удорожанию агрегатов и узлов. Конечно, некоторые производители экономят на материалах и технологии производства, стараясь снизить конечную стоимость, однако на практике это часто становится причиной заклинивания и быстрого выхода из строя. При этом все чаще и чаще данный тип передач встречается даже на бюджетных авто.

На практике, гипоидная повсеместно используется в устройстве различных короссоверов и внедорожников с полным приводом. При этом качество изготовления далеко не всегда является высоким.

Чтобы избежать проблем, необходимо использовать высококачественные трансмиссионные масла и жидкости, рассчитанные специально для использования с гипоидными передачами. Такие масла формируют особую устойчивую масляную пленку на поверхностях шестерен.

Эта пленка отличается стойкостью к разрыву под нагрузками, защищает детали от прямого контакта, снижает температуру в месте сопряжения и т.д. Все это необходимо, чтобы не допустить заклинивания гипоидной передачи.

Еще нужно помнить, что в условиях высоких нагрузок и нерегулярного обслуживания трансмиссии авто с использованием дешевых «расходников» при ремонтах и ГСМ низкого качества гипоидная передача может быстро выйти из строя. Если учесть, что механизм дорогой, многие автопроизводители по понятным причинам вместо гипоидной передачи нередко используют другие доступные варианты, особенно в бюджетном сегменте.

Подведем итоги

Как видно, гипоидная передача в автомобиле является решением, которое активно используется на машинах разных классов и марок. Такая передача позволяет обеспечить высокий уровень комфорта и производительности.

С учетом вышесказанного можно сделать вывод, что хотя авто с гипоидной передачей нуждается в более качественном обслуживании, которое на практике получается несколько более дорогим, при правильном и грамотном подходе такая машина будет безотказно служить владельцу не одну сотню тысяч километров.

Главная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: принцип работы, особенности конструкции. Виды главных передач по типу зубчатого соединения.

Дифференциал коробки передач: что это такое, устройство дифференциала, виды дифференциалов. Как работает дифференциал КПП в трансмиссии автомобиля.

Какие коробки передач устанавливаются на авто: типы механических и виды автоматических трансмиссий, особенности. Плюсы и минусы различных видов МКПП и АКПП.

Секвентальная КПП: особенности коробок передач типа SMG. Устройство секвентальной трансмиссии, преимущества и недостатки коробок данного типа, рекомендации.

Устройство и принцип работы роботизированной КПП. Отличия роботизированных коробок передач от гидротрансформаторной АКПП и вариатора CVT.

Что такое коробка передач S-tronic: устройство и принцип работы. Преимущества и недостатки автоматической трансмиссии данного типа .

Гипоидная передача в легковом автомобиле

Сегодня любое транспортное средство является крайне сложным комплексом различных механизмов и агрегатов. Только в результате их совместной и очень слаженной работы мы имеем очень комфортные, надёжные и современные автомобили. Технологии в автомобилестроении не стоят на одном месте и постоянно развиваются, стараясь максимально удовлетворить практически все запросы автомобилистов.

К основным преимуществам гипоидных передач можно отнести

  • Хорошая износоустойчивость. За счёт специфического строения зубьев достигается заметное снижение нагрузки, которая приходится на один зубчик, а значит, шестерёнки будут работать дольше.
  • Удалось существенно опустить карданный вал и уменьшить его канал в салоне. Это дало возможность равномерно распределить центр тяжести транспортного средства, а также улучшило его устойчивость.
  • Такие авто имеют очень хорошую устойчивость и плавный ход, что тоже очень ценится у современных водителей.
  • Очень низкий уровень шума. Этот эффект достигается за счёт того, что при работе главной передачи происходит одновременное зацепление сразу нескольких зубьев. Владельцы таких автомобилей отмечают отличный акустический эффект и управление машиной становится гораздо комфортнее.

Недостатки

К сожалению, наряду с неоспоримыми преимуществами в этой конструкции можно отметить и недостатки.

  • Самым главным недостатком гипоидной передачи можно считать её высокую стоимость. Это обусловлено сложностью изготовления и необходимостью очень тонкой подгонки шестеренок. Если данное условие не будет соблюдено шестерёнки, скорее всего, заклинит. Кроме того, для производства деталей требуется материал очень высокого качества, что тоже повышает стоимость конструкции.
  • Другим минусом является довольно высокая вероятность заедания шестерёнок. Особенно часто данное явление можно наблюдать при применении гипоидной передачи в редукторе автомобиля. Заедания чаще всего являются результатом проскальзывания зубьев вдоль контактной линии. Кроме того, на возможность заклинивания может повлиять некачественная сборка и подгонка шестеренок или же использование материалов низкого качества при их изготовлении.
  • Отдельно причиной заедания шестерёнок может стать резкая смена направления вращения или же включение задней передачи. Здесь водителю нужно быть очень внимательным и в случае, если автомобиль застрянет на плохой дороге, вытягивать его можно будет только вперёд. При выдергивании автомобиля задним ходом возникает очень большая вероятность не простого заклинивания, а даже поломки зубьев.
Читать еще:  Как работает вентиляция картера двигателя

Уход за гипоидным агрегатом

Владелец автомобиля с такой передачей должен понимать, что при выходе шестерёнок из строя, придётся затратить очень даже не маленькую сумму на ремонт автомобиля.

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс различных технических и инженерных решений. Благодаря слаженной работе всех агрегатов, устройств и механизмов различных типов удается в конечном итоге получить надежное, экономичное и комфортное транспортное средство.

Как известно, основными узлами автомобиля принято считать силовой агрегат и трансмиссию. Фактически, двигатель вырабатывает энергию, тогда как трансмиссия преобразует крутящий момент и передает его на колеса.

При этом важным элементов в устройстве многих авто является гипоидная передача. Далее мы поговорим о том, что такое гипоидные передачи, какие типы подобных передач бывают, как работает такая передача, а также какие плюсы и минусы имеет подобное решение.

Гиперболоидная передача

На сегодняшний день известно несколько типов передач, которые различаются типом применяемых шестерней. Это могут быть – цилиндрические, конические, гипоидные и т. д. Нас на данный момент интересует гипоидная передача.

Название гипоидная, является сокращением от слова гиперболоидная. Принцип действия такой системы был разработан еще в 20-х годах прошлого века, и основной целью её разработки было снижение масс в легковых автомобилях. Таим образом, она пришла на замену двойной передаче.

Отличительные особенности

Гипоидная передача — это винтовая разновидность зубчатой. Она отличается от более привычной, формой зубьев на шестерёнках, которые имеют специфическую криволинейную или косую форму, изогнутую по гиперболоиде (особая геометрическая форма). Они постепенно уменьшаются по высоте от диаметра снаружи к диаметру внутри шестеренки.

Данный вид передачи отличается так же наличием смещения оси малого зубчатого колеса относительно большого. Это смещение осуществляется в строжайшем соответствии с определёнными геометрическими формулами и любое отклонение от нормы может привести к непоправимым последствиям.

Принцип действия

Данная винтовая зубчатая передача применяется в автомобиле чаще всего для изменения направления крутящего момента и его величины. Этот вариант значительно повышает основные характеристики главной передачи. Устанавливается данная система на автомобили, имеющие ведущий задний привод, у которых редуктор главной передачи и двигатель располагаются параллельно движению. Крутящий момент от двигателя в таких транспортных средствах поступает под прямым углом на ведущую ось, что существенно улучшает механические и динамические показатели транспортного средства.

Можно ли смешивать трансмиссионные жидкости?

Чтобы разобраться в этом вопросе, надо понимать, что даже масла, имеющие схожие эксплуатационные свойства и выпускаемые одним производителем, могут иметь различный химический состав. Так, например, в общем случае, такие материалы могут быть изготовлены на минеральной или полусинтетической основе. Состав используемых присадок еще более разнообразен. При смешивании масел разных марок эти компоненты могут взаимодействовать между собой и вступать в химические реакции. Продукты этих реакций изменяют, порой кардинально, первоначальные свойства исходных масел.

Чаще всего соединение различных масел приводит к повышенному вспениванию продукта, что значительно ухудшает параметры смазывания и приводит к повышенному нагреву узлов трансмиссии.

Таким образом, от смешивания масел различных групп лучше воздержаться. В исключительных случаях можно доливать масло той же классификационной группы.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Данный тип передач получает всё большее распространение в автомобилестроении. Изначально они применялись только в премиальных моделях, но сегодня их можно встретить и в более дешёвых вариантах транспортных средств. Происходит это благодаря очень хорошим показателям при эксплуатации.

К основным преимуществам гипоидных передач можно отнести

  • Хорошая износоустойчивость. За счёт специфического строения зубьев достигается заметное снижение нагрузки, которая приходится на один зубчик, а значит, шестерёнки будут работать дольше.
  • Удалось существенно опустить карданный вал и уменьшить его канал в салоне. Это дало возможность равномерно распределить центр тяжести транспортного средства, а также улучшило его устойчивость.
  • Такие авто имеют очень хорошую устойчивость и плавный ход, что тоже очень ценится у современных водителей.
  • Очень низкий уровень шума. Этот эффект достигается за счёт того, что при работе главной передачи происходит одновременное зацепление сразу нескольких зубьев. Владельцы таких автомобилей отмечают отличный акустический эффект и управление машиной становится гораздо комфортнее.

Недостатки

К сожалению, наряду с неоспоримыми преимуществами в этой конструкции можно отметить и недостатки.

  • Самым главным недостатком гипоидной передачи можно считать её высокую стоимость. Это обусловлено сложностью изготовления и необходимостью очень тонкой подгонки шестеренок. Если данное условие не будет соблюдено шестерёнки, скорее всего, заклинит. Кроме того, для производства деталей требуется материал очень высокого качества, что тоже повышает стоимость конструкции.
  • Другим минусом является довольно высокая вероятность заедания шестерёнок. Особенно часто данное явление можно наблюдать при применении гипоидной передачи в редукторе автомобиля. Заедания чаще всего являются результатом проскальзывания зубьев вдоль контактной линии. Кроме того, на возможность заклинивания может повлиять некачественная сборка и подгонка шестеренок или же использование материалов низкого качества при их изготовлении.
  • Отдельно причиной заедания шестерёнок может стать резкая смена направления вращения или же включение задней передачи. Здесь водителю нужно быть очень внимательным и в случае, если автомобиль застрянет на плохой дороге, вытягивать его можно будет только вперёд. При выдергивании автомобиля задним ходом возникает очень большая вероятность не простого заклинивания, а даже поломки зубьев.
Читать еще:  Троит на холодную. основные причины проблемы троения холодного двигателя и способы их решения

Во всем мире получила широкое распространение маркировка трансмиссионных смазок по индексу вязкости – SAE. Разработанный в Соединенных Штатах, стандарт SAE J306 разделяет смазочные жидкости для трансмиссий, в зависимости от вязкости при эксплуатации автотранспорта в условиях предельных температур: низких и высоких. По этой квалификации можно определить диапазон температур, в котором разрешается применять определенную смазку для механической КПП и ведущих мостов.

Рекомендации по вязкости трансмиссионных масел, которые могут применяться для МКПП и ведущих мостов автомобиля, указываются производителем в мануале пользователя. Основываясь на этих рекомендациях, владелец автомобиля выбирает трансмиссивную жидкость среди ассортимента смазочных жидкостей. Когда выбирается смазка, следует учитывать самую низкую и самую высокую температуру, при которой будет эксплуатироваться авто. Классификация SAE J306 учитывает индекс вязкости при предельных температурах.

Значение низкотемпературного предела вязкости соответствует температуре, при которой достигается динамическая вязкость по Брукфильду 150000 сантипуазов (сП). Для определения показателей проводились реальные испытания с агрегатами различных конструкций. При превышении этих значений подшипники шестерен на вале разрушались. Поэтому важно следовать рекомендациям производителей по низкотемпературному пределу применения.

Значение высокотемпературного предела определяется по показаниям кинематической вязкости смазки при температуре 100 градусов. Этот показатель помогает приблизительно определить, какую нагрузку может выдержать защитная масляная пленка и насколько достаточно ее будет, чтобы защитить механизм коробки передач при значительных нагрузках и при высоких рабочих температурах.

По классификации SAE смазочные материалы делятся на 9 классов по аналогии с моторными маслами:

Всесезонные масла маркируются с применением обеих маркировок, первая идет зимняя, вторая — летняя, например, SAE 75W-85, SAE 85W-90 и т.п.

Таблица классификации по SAE трансмиссионных смазок по индексу вязкости:

Класс вязкости Max температура для вязкости 150 000 сП, градусов Кинематическая вязкость при температуре 100 градусов, мм2/с
не менее не более
Зимние
70W -55 4,1
75W -40 4,1
80W -26 7,0
85W -12 11,0
Летние
80 7,0 11,0
85 11,0 13,5
90 13,5 24,0
140 24,0 41,0
250 41,0

Эксплуатация сезонных смазок экономически не выгодна, так как трансмиссионные жидкости имеют большой ресурс. Если использовать сезонные смазки, их приходится менять раньше, чем они выработали свой ресурс. Поэтому более популярны всесезонные.

Уход за гипоидным агрегатом

Владелец автомобиля с такой передачей должен понимать, что при выходе шестерёнок из строя, придётся затратить очень даже не маленькую сумму на ремонт автомобиля.

Чтобы избежать подобных проблем, нужно соблюдать ряд простых рекомендаций:

  • Трансмиссионное масло и жидкость, которые будут применяться в автомобиле, должны быть специально изготовленными для данного типа передач и только очень хорошего качества. Эти масла способны создавать особо устойчивую плёнку на всех поверхностях шестерёнок. Она может выдерживать большие нагрузки и не разрываться, предохраняя детали от повышенной температуры, от прямого соприкосновения деталей и т. д.
  • Регулярность в техобслуживании. Это тоже довольно важная составляющая в уходе за гипоидной передачей.

Как классифицируют трансмиссионные масла?

Многообразие требований к маслам для трансмиссий, различные условия их применения и обилие марок приводят к необходимости обобщения спецификаций производителей и потребителей масел и созданию единой классификационной системы их обозначения.

В настоящее время за рубежом действует несколько классификаций таких жидкостей. Наиболее известные из них – SAE и API.

Чаще всего производители на этикетках указывают обозначение по этим обеим системам. Российские масла чаще всего классифицируют также по ГОСТ.

Итоги

Сегодня гипоидные передачи всё чаще применяются в автомобилестроении и это несмотря на их дороговизну. Наиболее часто их можно встретить в транспортных средствах «представительского» класса, например, в автомобилях «Инфинити», «Лексус» и т. д.

Но и в современных бюджетных авто сегодня можно всё чаще встретить такие передачи. Здесь нужно просто понимать, что при хорошем уходе такая лошадка будет служить долго и без особых проблем.

Классификация по ГОСТ

В России для разделения по классам вязкости и эксплуатационным группам, а также установления стандартных обозначений принят ГОСТ-17479.2-85. По данному стандарту трансмиссионные масла в зависимости от величины вязкости при температуре +100 °С подразделяются на четыре класса: 9, 12, 18, 34, а по уровню эксплуатационных свойств, составу и возможным областям применения – на пять групп: 1, 2, 3, 4, 6, 5. Принцип классификации по областям применения подобен принципам, заложенным в системе API.

В обозначении трансмиссионных масел по ГОСТ присутствуют три группы символов. Вначале указывается буквы «ТМ» (масло трансмиссионное), затем, через дефис, идет числовое указание области применения и состава. Третья группа символов в обозначении — цифры, описывающие вязкостные характеристики при высоких и низких температурах.

Так как по обозначению ГОСТ достаточно трудно с ходу определить температурный диапазон применения трансмиссионных масел, отечественные производители дополнительно указывают их вязкость по SAE.

Отличительные черты масел GL-4 и GL-5

Первым и наиболее значимым отличием между этими двумя жидкостями является область их использования. Жидкость GL-4 создана для КПП к гипоидными или коническими передачами. Контактные напряжения в них обычно не превышают показателя в 3000 МПа, а рабочая температура масла не поднимается выше 150 градусов.

Что касается GL-5, эта смазочная жидкость предназначена для нормальной работы гипоидных передач с ударными нагрузками. Эти механизмы могут испытывать напряжения более 3000 Мпа. Применяют эту смазку для агрегатов с дифференциалами повышенного трения, так как она гарантирует нормальную защиту металлических элементов под высокими нагрузками и температурными воздействиями.

Среди важных отличительных особенностей масел GL-4 относят минимальное содержание серо-фосфорных присадок. Они обеспечивают создание прочной защитной пленки, которая значительно тверже некоторых мягких сплавов, среди которых медь. Использование жидкости GL-5 в коробках передач, где по рекомендациям производителя должно использоваться масло классом ниже, недопустимо. В противном случае, это вызовет возникновение металлической стружки и приведет к износу механизма.

История

В главной передаче легкового автомобиля гипоидные шестерни впервые применены в 1926 году фирмой Packard.[3]

В России

В Советском Союзе гипоидные передачи разрабатывались и использовались для грузовых автомобилей (ГАЗ-52, ГАЗ-53, ГАЗ-66 и их модификаций), для ведущих гипоидных мостов, коробок передач и рулевого управления легковых автомобилей (ВАЗ, АЗЛК, автомобили «Волга» и др.). В настоящее время в России разрабатываются улучшенные версии гипоидной передачи.[4]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector