Методы формирования рационального распределения мощности в трансмиссии легкового полноприводного автомобиля (стр. 5 )

D- отклонение фактического передаточного отношения от базового (в%).

Знак “- “ отклонения Dсвидетельствует, что требуется положительный сдвиг инструмента для шестерни или отрицательный для сателлитов. Положительное значение отклонения D (знак “ + “ не проставляется) свидетельствует о том, что требуется отрицательный сдвиг инструмента для шестерни или положительный для сателлитов.

Пятая глава - разработка метода расчета коэффициента блокировки дифференциала Квайф. Принят следующий режимы работы дифференциала: ведущим звеном является корпус, одна полуосевая шестерня остановлена, вторая забегает – режим буксования одного колеса стоящего автомобиля. На рис.3 дифференциал представлен в виде общей схемы зацеплений плоских шестерен, расположенных в трех разнесенных в пространстве плоскостей: плоскость зацепления «сателлит – шестерня» (первого выходного звена); плоскость зацепления «сателлит – сателлиты»; плоскость зацепления «сателлит – шестерня» (второго выходного звена). На рис. 4 дана пространственная схема нагружения сателлита.

Крутящий момент на отстающей полуосевой шестерне :

= 0.5

Крутящий момент на забегающей шестерне составляет:

Обозначения: - крутящий момент на корпусе дифференциала, и - суммарные для сателлитов группы моменты трения на их цилиндрической поверхности в зацеплении «сателлит – сателлиты» и «сателлит – шестерня» соответственно, приведенные к оси полуосевой шестерни, - суммарный момент трения торцев сателлитов группы, приведенный к оси полуосевой шестерни, - момент трения торца полуосевой шестерни.

Коэффициент блокировки понимается как отношение крутящих моментов на отстающей и забегающей шестернях дифференциала:

Рис. 3. Общая схема зубчатых зацеплений дифференциала Квайф

Рис. 4. Пространственная схема нагружения сателлита

Влияние трения непосредственно в зубчатых зацеплениях учитывается введением поправочного коэффициента . Принимаем КПД зубчатых зацеплений («сателлит-шестерня» и «сателлит - сателлиты») в ветви каждого выходного звена дифференциала равным 96%, тогда:

= =1,083

Влияние гидравлических потерь учитывается введением поправочного коэффициента . Его структура принята по аналогии с , значение принято также равным 1,083.

Итоговая формула коэффициента блокировки дифференциала «Квайф» после определения составных частей моментов и , преобразований и выделения повторяющихся элементов приобретает приемлемый для инженерного применения вид:

При этом:

= ; ; ;

; =1,083; = 1.083

Разработанным методом выполнен расчет реального межосевого дифференциала мод.21416, проведено расчетное исследование влияния угла спирали зубьев шестерен и угла зацепления на (рис. 5).

Рис. 5. Зависимость коэффициента блокировки дифференциала Квайф от угла наклона линии зуба b и угла зацепления a (межосевой дифференциал 21416 – 1729010)

Расчетное значение дифференциала 21416 – 1729010 (b=350, a=200) составило 2,96. Установлено, что на значение существенно влияет угол наклона линии зуба b, влияние угла зацепления a незначительно.

Шестая глава – экспериментальные стендовые исследования по определению коэффициента блокировки дифференциала Квайф.

Объект испытаний - коробка передач 21416 – 1701010 с межосевым и межколесным дифференциалами, с главной передачей переднего моста полноприводного легкового автомобиля мод. 21416. Межосевой дифференциал, узел 21416 – 1729010 – симметричный, число сателлитов в группе – 5, число зубьев шестерен и сателлитов – 15 и 6 соответственно, угол наклона винтовой линии зубьев – 350, угол зацепления – 200, модуль (нормальный) – 2,25.

Привод осуществлялся балансирной машиной со стороны первичного вала, нагружение - индукторным тормозом через приводные валы передней оси. Выходной вал, имитирующий привод заднего моста, жестко закреплен на раме стенда. Испытания производились на 1–ой передаче при крутящем моменте на первичном валу 20; 40; 60; 80 Нм. Частота вращения первичного вала КП - 150 об/мин, что соответствует разнице частот вращения выходных звеньев дифференциала 90,7 об/мин.

Рис.6. Схема стенда для испытаний коробки передач с дифференциалами в сборе

Определение коэффициента блокировки межосевого дифференциала производилось путем измерения крутящих моментов на первичном валу КП, на заблокированном выходном валу и последующего расчета (см. таблицу 4).

Таблица 4

Крутящие моменты, измеренные при проведении испытаний и полученные расчетом

Момент на первичном валу, Нм	Момент на корпусе дифферен-циала, Нм	Момент на забегающем валу, Нм	Момент на отстающем валу, Нм	Коэффициент блокировки	Момент трения Нм
20	66,14	16,64	49,50	2,97	16,43
40	132,30	29,78	102,50	3,44	36,36
60	198,42	43,03	155,40	3,61	56,19
80	264,57	53,27	211,30	3,97	79,02

При крутящем моменте на первичному валу в диапазоне 20 - 80 Нм и включенной 1-ой передаче коэффициент блокировки дифференциала составляет 2,97… 3,97.

На рис.7 представлен график зависимости коэффициента блокировки от крутящего момента на корпусе межосевого дифференциала (в диапазоне 66,14 … 264,57 Нм).

Рис.7. Зависимость коэффициента блокировки от крутящего момента на корпусе межосевого дифференциала 21416 – 1729010

Как видим, в зоне крутящих моментов до 132Нм, соответствующих движению на высших передачах при максимальных крутящих моментах двигателя, составляет 2,9…3,44. Отличие от расчетного значения не превышает 16%.