Трансмісія повнопривідного автомобіля

Пропонована корисна модель відноситься до транспортного машинобудування і може бути використана у трансмісії повнопривідного автомобіля. Найбільш близькою до пропонованої за технічною суттю є трансмісія повнопривідного автомобіля, що включає коробку переміни передач, вхід якої призначений для з'єднання з двигуном, а вихід - кінематично з'єднаний з роздавальною коробкою, виходи роздавальної коробки кінематично з'єднані з переднім та заднім мостами відповідними карданними валами [Вершигора В.А. Автомобіль ВАЗ-2121. Многокрасочный альбом.- М.: Ма шиностроение. - 1983. - С.45-50]. Недолік описаного пристрою полягає у вібраціях, які виникають і під час зрушування, і під час руху автомобіля. Описана конструкція є жорсткою, а тому вібрації приводять і до виникнення резонансних режимів у силовій передачі, через співпадання її власних частот коливань з частотою коливань моменту опору руху автомобіля. Ці вібрації, виникають, зокрема, і через те що радіуси кочення всіх колес не є ідеально тотожними, а тому під час руху автомобіля в описаній трансмісії неминуче виникають вібрації через паразитні моменти. Згадані вібрації збільшують витрати пального особливо при резонансних режимах, а також негативно впливають і на здоров'я осіб, які перебувають у автомобілі. Так серце, легені, черевна порожнина, мозок людини - це об'ємні резонуючі системи, схильні до інтенсивних коливань при співпаданні частоти їх власних коливань з частотами зовнішніх коливань (в основному коливань інфразвукових частот - у діапазоні 1...16Гц). Інфразвукові коливання, що виникають у трансмісії під час руху, так зване "акустичне нейтрино", що не сприймаються вухом, легко проникають через різні перепони (метал, звукоізоляцію) - складне та підступне явище. Недарма вібраційна хвороба стоїть на першому місці у довгому списку професійних захворювань. Через інфразвукові коливання ослаблюється зір, слух, підвищується артеріальний тиск, спостерігається підвищена втома, зменшується реакція водія, а при частоті інфразвуку 7Гц можлива навіть зупинка серця. Крім резонансу мозку, як пружно-інерційного тіла виявляється можливість "перехресного" ефекту резонансу інфразвуку з частотами a та b-хвиль, які інснують у мозку людини, а це може значно впливати на психо-фізіологічний стан людини. Тому у основу пропонованої корисної моделі поставлено задачу створення такої трансмісії повнопривідного автомобіля, яка б дозволила суттєво зменшити рівень вібрацій. Поставлена задача вирішується у пропонованій конструкції завдяки встановленню демпферів на експериментально виявлених ділянках кінематичної схеми повнопривідного автомобіля. Згадані демпфери суттєво зменшують паразитні моменти і зменшують вірогідність утворення резонансних коливань у трансмісії; Роль демпферів у пропонованому пристрої відіграють пружні муфти. Пропонована, як і відома трансмісія повнопривідного автомобіля, включає коробку переміни передач, вхід якої призначений для з'єднання з двигуном, а вихід - кінематично з'єднаний з роздавальною коробкою, виходи роздавальної коробки кінематично з'єднані з переднім та заднім мостами відповідними карданними валами, а відповідно до пропозиції, кінематичне з'єднання кожного виходу роздавальної коробки з переднім та заднім мостами містить, щонайменше, одну пружну муфту, яка виконана у вигляді двох фланців - ведучого та веденого, з'єднаних між собою через еластичний елемент. Еластичний елемент дає можливість зміни положення фланців відносно один одного у межах пружної деформації еластичного елемента. Основна властивість еластичного елементу у пружній муфті пропонованого пристрою - це перетворення енергії механічних коливань у теплову енергію. Особливістю пропонованої трансмісії є і те, що на кожному кінці кожного карданного валу встановлена пружна муфта . Ще одною особливістю пропонованої трансмісії є і те, що карданний вал, розташований між виходом роздавальної коробки та заднім мостом, виготовлений з двох частин, які з'єднані між собою пружною муфтою. Також особливістю пропонованої трансмісії є і те, що еластичний елемент пружної муфти виконаний у вигляді гумового кільця. Особливістю пропонованої трансмісії є і те, що пружна муфта забезпечена центруючим елементом, виконаним у вигляді центруючого стрижня, що виходить з центру одного фланця, на кінці центруючого стрижня закріплене кільце, внутрішня поверхня якого виконана циліндричною, а зовнішня - тороїдальною, а у центрі друго го фланця виконано відповідний центруючий циліндричний отвір, в якому розміщений кінець центруючого стрижня з кільцем з можливістю взаємного пересування у межах допуску. Муфта - це пристрій для з'єднання валів, тяг, тр уб, канатів. У пропонованому пристрої використано один із видів компенсаційної муфти - пружну муфту, яка дозволяє з'єднувати вали, вісі яких встановлені з погрішністю [Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - М.: Машиностроение. - 1987. - С.229]. Використаний у пропонованому пристрої еластичний елемент пружної муфти є елементом з нелінійною характеристикою. Введення пружних елементів з нелінійною характеристикою, що мають широкий діапазон зміни жорсткості і демпфірування, дозволяє зсунути область резонансних частот у силовій передачі у неробочу зону частотних коливань, а незначні за амплітудою коливання за рахунок демпфірування згладити. Встановлення ж пружних муфт у місцях трансмісії, названих вище, дозволяє суттєво зменшити рівень вібрацій та ударних динамічних навантажень. Суть корисної моделі пояснюється на схематичному кресленні. Пропонована трансмісія повнопривідного автомобіля включає, призначену для з'єднання з двигуном 1 коробку переміни передач 2. Вихід коробки переміни передач 2 кінематично з'єднаний з роздавальною коробкою 3. Виходи роздавальної коробки 3 кінематично з'єднані з переднім 4 та заднім 5 мостами. Кінематичне з'єднання кожного виходу роздавальної коробки 3 з переднім 4 та заднім 5 мостами включає пружну муфту 6. Окрім цього, кінематичне з'єднання кожного виходу роздавальної коробки 3 з переднім 4 та заднім 5 мостами включає карданні вали 7 і 8. На одному кінці кожного карданного валу 7 і 8 розташована пружна муфта 6. Карданний вал 8 може бути виготовлений з двох частин, які з'єднані між собою пружною муфтою 6. Кожна пружна муфта 6 виконана у вигляді двох фланців ведучого та веденого, з'єднаних між собою через еластичний елемент (не показано). Фланці закріплені з можливістю зміни їх положення відносно один одного у межах пружної деформації еластичного елемента. Еластичний елемент пружної муфти може бути виготовлений з еластичного маслостійкого матеріалу - гуми або поліуретану у формі кільця або пластини з наскрізними отворами для елементів кріплення і валів (не показано). Окрім цього, еластичний елемент може бути виготовлений у вигляді циліндричних пружин стискування, або пневмо-гідро циліндрів (не показано). Пружна муфта 6 забезпечена центруючим елементом, виконаним у вигляді центруючого стрижня, що виходить з центру одного фланця, на кінці центруючого стрижня жорстко закріплене кільце, внутрішня поверхня якого виконана циліндричною, а зовнішня -тороїдальною, а у центрі другого фланця виконано відповідний центруючий циліндричний отвір, в якому розміщено кінець центруючого стрижня з кільцем з можливістю взаємного пересування кінця центруючого стрижня одного фланця в центральному центруючому отворі другого фланця у межах допуску (не показано). Використана у прикладі пружна муфта 6 створена на основі пружної муфти автомобіля ВАЗ-2121, з якої вилучена хрестовина [Вершигора В.А. Автомобіль ВАЗ-2121. Многокрасочный альбом,- М.: Машиностроение. - 1983. - С.45, поз.36-48]. Пропонована трансмісія повнопривідного автомобіля працює так. З ви хідного валу двигуна 1 обертальний рух передається на коробку переміни передач 2, з виходу якої до роздавальної коробки 3. З роздавальної коробки 3 через карданні вали 7 і 8 обертальний рух передається на відповідні передній 4 та задній 5 мости. Під час зрушування автомобіля або перемикання передач у коробках 2 і 3, або ж гальмування автомобіля двигуном, виникають поштовхи, удари, амплітуда яких, завдяки муфтам 6, розташованим на кінцях карданних валів 4 і 5, звернутих до роздавальної коробки 3, суттєво зменшується. Під час встановленого рівномірного руху автомобіля утворюються вібрації, пов'язані з необхідними технологічними люфтами у трансмісії, в основному у головних парах та диференціалах (не показані) ведучи х мостів 4 і 5 та роздавальної коробки 3, що веде і до виникненням автоколивань. Але, у пропонованій конструкції, завдяки муфтам б, згадана вірогідність виникнення автоколивань є дуже малою. У випадку використання карданного валу 8 великої довжини, наприклад як у автомобілі ВАЗ-2131, рівень вібрацій суттєво зменшено завдяки використанню карданного валу 8. виготовленого з двох частин, з'єднаних між собою пружною муфтою 6. Авторами були проведені дослідження щодо вимірювання рівня вібрацій, які утворювалися у автомобілі марки ВАЗ-2123 до впровадження пружних муфт 6 у трансмісії і після доповнення трансмісії пружними муфтами 6, встановленими на одному кінці кожного карданного валу 7 і 8. Під час дослідження були використані вібраційні датчики, розташовані на ділянці під сидінням водія і аналізатор типу 3348 фірми Bruel Kjaer (Данія). За результатами досліджень було встановлено, що рівень вібрацій після доповнення трансмісії пружними муфтами 6, встановленими на одному кінці кожного карданного валу 7 і 8, було суттєво знижено. Зменшення вірогідності виникнення резонансних режимів у трансмісії під час роботи у режимі, який постійно змінюється, сприяє зменшенню витрат палива до 5%, дозволяє-виконати плавну взаємодію рушія з дорогою (знижуючи при цьому буксування рушія із зчепленням), що суттєво зменшує знос трансмісії.