Гипоидная передача заднего моста автомобиля. Гипоидные передачи, применяемые в трансмиссии автомобилей Масло для гипоидных передач легковых

Эксплуатация автомобилей требует выполнения различных операций, а, следовательно, и знаний в области регулировки и ухода за узлами передач

Используется для увеличения крутящего момента, а также для смены его направления к продольной автомобильной оси под прямым углом. Поэтому ее производят из конических шестерен. Главная передача по числу шестерен подразделяется на одинарную коническую и двойную. Первые имеют две разновидности: простые и гипоидные передачи. Одинарные простые конические передачи используются на легковых и грузовых машинах с малой и средней грузоподъемностью. Гипоидная передача по сравнению с простой имеет преимущественные особенности:

1. Расположение оси ведущего колеса ниже оси ведомого.

2. Снижение центра тяжести и повышение устойчивости автомобиля.

3. Утолщение формы основания зубьев шестерен.

Гипоидная передача (гиперболоидная) автомобиля отличается износостойкостью и большой прочностью. Помимо таких положительных моментов, повышается плавность и бесшумность работы. В гипоидных передачах происходит скольжение поверхностей зубьев. В связи с этим следует использовать специальную смазку с повышенной прочностью пленки. Обычные смазывающие вещества непригодны для гипоидных передач, применять их не рекомендуется. В противном случае, шестерни выйдут из строя через один-два часа эксплуатации.

Гипоидная передача имеет недостаток: повышенную опасность заедания шестерен. Неисправность возникает в результате контакта при скольжении зубьев. Такое явление сопровождается ослабеванием несущей способности клина масла. Существует способ устранения заедания - это применение гипоидного масла, термическая обработка зубьев. При этом обеспечивается высокая твердость их поверхности. Используется гипоидная передача в следующих механизмах:

Приводах ведущих колес автомобилей, тракторов, тепловозов;

В текстильных станках при передаче вращения от одного вала нескольким десяткам веретен;

В станках с целью обеспечения наибольшей точности при большом передаточном числе.

Большинства гиперболоидных передач, как правило, не превышает цифру 10, но иногда достигает 30, а то и больше. Нагрузочная способность названной передачи по сравнению с другими выше (благодаря линейному соприкосновению зубьев и увеличению количества зубцовых пар, находящихся в зацеплении).

Конические Движения механизмов во многих моделях машин связано с необходимостью передачи вращения с одного вала на другой. Это происходит в том случае, если оси валов или скрещиваются, или пересекаются. В таких случаях используют конические передачи.

Двойная главная передача автомобиля устанавливается на технике с большой грузоподъемностью с целью увеличения общего придаточного трансмиссионного числа и повышения передаваемого момента (крутящего). Двойная главная передача является одной из частей механизма ведущего моста. При работе главной передачи крутящий момент передается от на фланец вала ведущего и его шестерни. Затем передача крутящего момента поступает на коническую ведомую шестерню, на конический вал с его шестерней, цилиндрическую ведомую шестерню и через детали дифференциала на полуоси, связанные со ступицами автомобильных колес.

Освоение основ кинематического и структурного анализа различных механизмов, регулирования хода машин, знание способов оценки функциональных возможностей механизмов, параметров качества передачи движения — важные условия для правильной и грамотной эксплуатации передвижной техники и станков.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен.

На автомобилях ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24 установлена гипоидная одинарная главная передача, состоящая из ведущей - малой конической шестерни, выполненной вместе с валом, и ведомой - большой конической шестерни. Для достижения бесшумной и плавной работы зубья шестерен - спиральные. Вал малой конической шестерни закреплен на двух конических и одной цилиндрическом подшипниках.

Большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста.

Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость.

Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.

На поворотах и на неровной дороге при движении по прямой правые и левые колеса проходят неодинаковый путь. Если в этих случаях колеса заставить вращаться с одной скоростью, то одно из ведущих колес (описывающее меньший путь) должно частично проскальзывать относительно дороги. Чтобы качение ведущих колес происходило без проскальзывания, необходимо иметь механизм, допускающий вращение колес с разными скоростями. Такой механизм называется дифференциалом. На автомобилях применяют шестеренчатый дифференциал, который состоит из крестовины, конических шестерен - сателлитов, полуосевых шестерен и коробки. На цилиндрические пальцы крестовины свободно насажаны сателлиты. Крестовина вместе с сателлитами закреплены в коробке дифференциала и вращение вместе с ним.

Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями правой и левой полуосей. Когда автомобиль движется по прямой и ровной дороге, оба ведущих колеса (правое и левое) встречают равное сопротивление качению, при этом ведомая шестерня главной передачи вращает коробку дифференциала с крестовиной и сателлитами. Сателлиты находятся в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, своими зубьями приводят их во вращение с одинаковой скоростью, сателлиты в этом случае вокруг своей оси не вращаются. На поворотах, когда внутреннее колесо встречает большее сопротивление, его вращение замедляется, сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, в результате чего второе колесо, описывающее большой путь, начинает вращаться быстрее. Учитывая, что ведущие колеса должны в определенных условиях вращаться с неодинаковой скоростью, крутящий момент от дифференциала к колесам должен передаваться через две отдельные полуоси. Каждая полуось соединена с сателлитами дифференциала при помощи полуосевых шестерен.

Полуосевые шестерни своими шлицованными отверстиями насажаны на полуось. Другой конец полуосей соединен либо фланцем со ступицами колес (ГАЗ-53А и ЗИЛ -130), либо с тормозными барабанами (ГАЗ-24 «Волга»).

Шестеренчатый дифференциал состоит из:

1. Полуосевых шестерен.

2. Сателлитов.

3. Крестовин

4. Ведомой шестерни главной передачи.

5. Коробки дифференциала.

Не все автомобилисты знают, какими особенностями характеризуется гипоидное масло и где его применяют. Такой смазочный материал в основном используют в трансмиссиях, но также составы пригодны для механизмов, участвующих в рулевом управлении транспортного средства. Это отдельная группа смазочных жидкостей, которые имеют специальные характеристики и отличительные свойства. С их помощью удаётся удовлетворить потребности наиболее требовательных к смазке узлов. Гипоидные масла не применяется повсеместно, но обладают особыми параметрами, необходимыми в тех или иных ситуациях.

Гипоидное масло призвано повышать противозадирные свойства смазки.

Что это такое?

На этапе производства в состав базовой жидкости на основе нефтепродуктов добавляют большое количество специальных присадок. Они ориентированы на придание повышенных противозадирных свойств. Масла гипоидного типа относят к категории GL5. Они применяются в трансмиссиях многих транспортных средств, включая современные машины, где присутствует гипоидная шестерня. Такие продукты подходят для смазывания карданов, редукторов обычных автомобилей, грузовиков и даже вертолётов. Важно точно понять, что такое это гипоидное масло, и для каких целей оно необходимо. Гипоидными принято называть все смазывающие жидкости, которые предназначены для эксплуатации в условиях повышенных механических нагрузок. То есть смазка создана специально для специфических условий эксплуатации, которые характерны для гипоидной передачи (ГП).

ГП передают крутящий момент с помощью зацепов пары шестерён, которые характеризуются косой или криволинейной формой зубцов. Такие передачи менее шумные во время работы коробки, функционируют длительное время без признаков износа. Но только при условии, что в трансмиссии используется специальное гипоидное масло. Между зубцами в ГП площадь зацепления ограничена, имеет небольшое пятно контакта. Все усилия имеют точечное распределение. Это позволяет значительно повышать удельное давление в конкретных необходимых точках. Это хорошо и плохо, поскольку растёт вероятность появления задиров, которые быстро приведут шестерни в негодность. Чтобы избежать подобной ситуации, применяют специальное противозадирное гипоидное масло. Оно создаёт плотную плёнку в месте контакта, что способствует минимизации коэффициента трения на местах соприкосновения.

Свойства

Гипоидное масло (ГМ) или масло для гипоидных передач обладает составом, в котором на долю серы приходится не больше 3 – 4%. Это считается одновременно положительным и отрицательным моментом. Такое содержание серы предотвращает схватывание между металлическими поверхностями в условиях экстремальных нагрузок на узел. Но также это способствует окислению деталей из металла. Чтобы уравнять процессы, производители используют в составе масел . Одной из таких считается добавка Molyvan L. С ней масло 75W90 или масло 80W90, предназначенное для гипоидных передач, получает повышенные защитные свойства в условиях чрезмерных нагрузок. Из-за этого подобная присадка присутствует практически во всех смазках, включая гипоидные, моторные и трансмиссионные. Концентрация этой добавки в некоторых ситуациях достигает 5%. Ещё одной важной особенностью гипоидного масла является его способность сохранять оптимальную работоспособность при падении температуры до -30 градусов Цельсия.

Важно отметить, что все распределяют по нескольким группам, используя классификацию API. Различают группы от GL1 до GL6. В случае с гипоидными смазочными материалами они могут входить в 3 группы:

Используя гипоидное масло, можно обеспечить надёжность, долговечность и эффективность работы трансмиссии.

Назначение

Некоторое время назад производители приступили к установке гипоидных ведущих мостов на современные машины. Изготовители масел стали создавать подходящие для них смазочные материалы. В сегменте грузового транспорта предпосылкой к появлению ГП стало использование главных червячных передач. Их применяли при создании грузовиков повышенной грузоподъёмности. В 50-х годах 20 века начали изготавливать масла с универсальными характеристиками, которые позволяли заливать их в разные автомобили. Базовыми считались стандарты, разработанные в Великобритании и США. По ним создавали смазки гипоидного типа, которые отличались большим содержанием таких компонентов, как хлор, сера и фосфор.

Немецкие производители смазочных материалов продолжали стендовые испытания. Их целью было получение максимально устойчивого к износу и коррозии масла. Но за последнее время автопроизводители перестали выпускать машины с ведущими гипоидными маслами, для которых была необходима смазка GL6 универсального типа. Потому такая жидкость постепенно теряет свою актуальность. Параллельно появляются новые смазочные материалы. Современное гипоидное масло позволяет работать коробке при высоких скоростях. Дополнительно разработали комплексную присадку ВИР1 с серой и фосфором. Её добавляют в различные виды смазочных масел. С помощью испытаний удалось наглядно подтвердить, что такое масло для гипоидных передач подходит самым наилучшим образом.

Для легковых автомобилей, которые собирают на заводе с использованием гипоидных передач, предусмотрены в основном всесезонные смазочные материалы, ориентированные на умеренный климат. Потому, выбирая масло для гипоидной передачи, следует уделять внимание вопросу показателя SAE. ГМ способны защищать зубчатые гипоидные передачи от износа и появления абразива за счёт того, что по SAE 90 и выше. По основным техническим характеристикам такие составы мало чем отличаются от обычных трансмиссионных масел. Единственным исключением считается вязкость. Наиболее распространённым вариантом для использования в гипоидных коробках считается состав с вязкостью 80W90. Он самый универсальный, подходит для большинства климатических регионов.

В коробках передач наиболее подверженной износу является зубчатая сцепка между червячными, коническими и гипоидными передачами. Зубцы покрываются масляной плёнкой, которая подвержена повышенному давлению, работает в условиях высоких скоростей и температур. Чтобы смазка не потеряла своих изначальных свойств и не начался процесс износа, обязательно применяются высокоэффективные присадки.

Требуемые параметры

Нельзя точно сказать, каким характеристикам должно соответствовать гипоидное масло для коробок переключения передач такого типа. Хорошей считается смазка, которая удовлетворяет рабочим характеристикам конкретного узла, куда заливается масло. Потому критерии при подборе состава должны определяться автопроизводителем в индивидуальном порядке. Ведь все автомобили, в зависимости от марки, модели, года выпуска и прочих параметров, отличаются между собой. Для всех машин характерны свои особенности в конструкции и устройстве механизмов. Потому им необходимы смазки соответствующего класса. То есть конструктивно гипоидная передача на одном автомобиле может существенно отличаться от ГП на другой машине. Здесь ключевыми считаются такие факторы:

скорость вращения;
смещение оси;
показатели крутящего момента и пр.

Самым простым способом выбрать гипоидное масло, которое будет соответствовать коробке передач, является обращение к официальному руководству по эксплуатации. В нём автопроизводитель чётко указывает характеристики гипоидного масла, периодичность замены и прочие нюансы. Учтите, что у каждой трансмиссионной жидкости есть определённый срок годности. Для длительного хранения смазки не предназначены, потому закупать гипоидную жидкость следует только по мере необходимости с минимальным запасом для возможной доливки в период эксплуатации.

Некоторые автовладельцы, пытаясь сэкономить, закупают сразу большое количество смазки. Но в КПП масло меняется не так часто, как в случае с двигателем. В итоге оставшаяся жидкость после вскрытия тары начинает утрачивать свои свойства, постепенно приходя в негодность. Маловероятно, что к следующей плановой гипоидного типа купленная ранее смазка останется со своими изначальными характеристиками.

Принятые классификации

Одной из международных классификаций является разделение по вязкости. Эта классификация трансмиссионных масел называется SAE. В ней смазки делят на семь классов, четыре из которых — зимние (обозначаются буквой W), а три оставшиеся — летние. Всесезонная маркировка предполагает двойное обозначение, например, 80W90, 75W140 и другие.

Другая классификация трансмиссионного масла, получившая название API, предполагает деление на шесть групп. Их используют в зависимости от целей, из-за чего предусматривается свой тип зубчатой передачи, удельные нагрузки и температура.

Классификация трансмиссионных масел по SAE в общих чертах

Эта классификация была разработана Американским обществом инженеров. Она стала широко известной. Многие автомобилисты ее знают лучше, чем любую другую.

Класс смазочной жидкости по вязкости находится в руководстве по эксплуатации каждого автотранспортного средства.

Выбор из того, что предлагает эта классификация трансмиссионных масел, осуществляется на основе температурных показателей окружающей среды, где будет эксплуатироваться автомобиль. Вязкостные свойства определяются по отношению к достижению 150 тысяч сР по Брукфильду. Если данное значение будет превышено, подшипники вала-шестерни начнут процесс разрушения. Чтобы этого не произошло, следует строго соблюдать рекомендации по низкотемпературным данным, выбирая подходящую смазку.

Если автомобиль планируется эксплуатировать при температуре порядка минус тридцати градусов и ниже, то для МКПП подходящими будут гидрокрекинговые или синтетические смазки, а также полусинтетика вязкости 75W-XX с пределом вязкости 5000 сР.

Высокая температура определяется при 100 градусах. По ее достижении детали не должны начинать разрушаться, даже если приходится находиться под таким воздействием в течение 20 часов и больше.

Классификация трансмиссионных масел по вязкости: подробности

Здесь так же, как и в моторных, смазочные жидкости разделяют по сезонному признаку:

зимние — 70W, 75W, 80W, 85W;
летние — 80, 85, 90, 140, 250.

В данной классификации такое разделение является условным, так как у разных производителей имеются свои особенности разработок.

Но стандарт SAE J306, например, имеет такие требования, которым должны соответствовать трансмиссионные жидкости. Так, в них должна содержаться единственная степень зимнего или летнего ряда, или комбинация обеих степеней. Не могут быть сразу две зимние степени.

Кроме того, если моторные смазки обозначаются в диапазоне от 0 до 60, то трансмиссионные варьируются от 70 до 250.

Так разработчики постарались предотвратить возможные ошибки при выборе масла. Таким образом, если моторные и трансмиссионные жидкости и имеют одинаковую вязкость, то по SAE их значения будут разными.

API в общих чертах

Универсальная классификация трансмиссионных масел для всех видов, увы, пока не создана. Но по классу API классифицировать смазки удобнее всего.

По ней легковые автомобили применяют масла группы GL-4 или GL-5. GL-4 подходит для механики и редукторов гипоидными или спирально-коническими парами и используется в умеренных климатических условиях. А GL-5, кроме умеренного, могут быть применены и в жестких условиях на разных видах передач.

Отдельные группы API

Рассмотрим подробнее все группы, которые представляет классификация трансмиссионного масла API.

Группе GL-1 принадлежат минеральные смазочные жидкости. В этих маслах отсутствуют присадки, кроме тех, которые обладают антиокислительными и противопенными свойствами.

К GL-2 относятся масла с которые служат для червячных передач с малой вращающейся скоростью.

GL-3 - это смазки, уже обладающие немалым количеством присадок, к которым относятся, и имеющие износостойкие свойства. Их применяют в КП с несколькими ступенями и для рулевого управления, в главных и гипоидных передачах. С маслом работают спирально-конические пары шестеренок, предназначенные для эксплуатации на малых скоростях и не в жестких условиях.

Группа GL-4 имеет высокий процент содержания присадок. В их число входят те, которые имеют антизадирные свойства. Их главным образом применяют в машинах с обычными КП. Смазка способна исправно функционировать в таких коробках передач, где бывают высокоскоростные вращения и малые крутящие моменты или наоборот.

К GL-5 принадлежат смазочные жидкости, способные работать в сложных условиях, где необходимо прилагать много усилий и преодолевать сильные нагрузки. Такие масла используются на разных моделях автомобилей и мотоциклов. Применимы для гипоидных передач, парах шестеренок, работающих с ударами. Смазки содержат большое количество присадок, базирующихся на серофосфорных элементах и снижающих вероятность металлических задиров.

Масла GL-6 обеспечивают хорошую работу даже при жестких условиях эксплуатации. Они эффективно выдерживают скорость вращения, большие крутящие моменты и ударные нагрузки. Им присуще наличие самого большого количества антизадирных присадок по сравнению с остальными группами. Но масла этой группы используются не часто.

Основное число трансмиссионных масел изготовлено на минеральной основе. Синтетика используется очень редко.

Другие классификации

Классификация трансмиссионного масла по САЕ и API является наиболее распространенной. Но есть и другие деления. Например, к отдельной категории относятся смазки для автоматических КП. На них не распространяется API как классификация трансмиссионного масла. «Зик», «Тотал», «Мобил» и другие производители руководствуются собственными показателями при изготовлении смазочных жидкостей.

Классификация ATF

Масла для автоматов часто окрашивают в яркий цвет, чтобы автолюбитель не перепутал и не залил его в МКПП. Также не допускается смешивание разноцветных жидкостей,

Классификации для АКПП, которая была бы так же унифицирована, как для МКПП, в них нет. Поэтому этим вопросом занимаются сами производители. Так, в используют классификацию Dexron, а в Ford - Mercon.

Классификация ZF

Широкую известность приобретает классификация компании Zahnradfabrik Friedrichshafen, коротко ZF. Это лидер среди европейских производителей коробок передач и моторных установок. Разработав собственную классификацию, компания предлагает ориентироваться на их классы по показателям качества и вязкости.

Для каждой КП допускаются свои масла. В делении предусматривается как буквенный код, так и цифровой.

На чем основываться при выборе

Классификация трансмиссионных масел по API, SAE и так далее существенно облегчает выбор. Но, приобретая смазочную жидкость, также следует понимать, какие задачи она должна решать. Среди них выделяются:

предотвращение слишком сильного трения и увеличенного износа поверхностей шестеренок или других трансмиссионных компонентов;
затраченная энергия из-за создания пленки должна быть сокращена;
создание отвода тепла;
остановка или сведение к минимуму процесса окисления;
отсутствие отрицательного влияния на реакцию трансмиссионных деталей на поверхности;
невступление в реакцию с водой;
сохранение первоначальных свойств при длительном хранении;
снижение шума и вибрации, возникающей при трансмиссионной работе;
невыделение токсичных паров при нагревании.

Правильно подобранное трансмиссионное масло будет успешно решать свои задачи и поможет продлить срок службы механизмов.

Чтобы ваша машина ездила не достаточно залить бензин и нажать педаль газа, важно постоянно контролировать исправность всех органов «железного коня». Ведь машина - сложный механизм, в котором только правильное взаимодействие всех винтиков и «шестеренок» образует единое целое, которое и будет работать как часы.

Одной из таких важных составляющих бесперебойной работы автомобильного организма является гипоидная передача, по типу используемых шестерней. Выделяют еще два типа передач: коническая и цилиндрическая. Мы остановимся на гипоидной передаче.

Для начала разберемся с названием. Почему гипоидная? Это сокращенное от гиперболоидная. Дело в том, что зубья у такой передачи криволинейны и движутся по геометрической фигуре — гиперболоиде.

Гипоидную передачу изобрели почти 90 лет назад - в 1926 году. Ее основной задачей было снижение центра масс в легковушках. Позже, выяснив, что у этого типа передачи есть еще масса достоинств, ее стали использовать и на грузовиках, таких как - 133 Г и ЗИЛ - 433100 (вместо двойной передачи).

Чем же гипоидная передача отличается от двух других типов?

Главное. Обратить внимание на два момента: оси валов обязательно нужно сместить в соответствии со специальными математическими расчетами, плюс гипоидную передачу можно применять лишь в узлах, в которых оси зубчаток скрещиваются. Если эти два правила не будут соблюдены, передачу тут же заклинит.

Достоинства гипоидной передачи

В чем же ее достоинства по сравнению с остальными двумя типами передач? Среди основных мастера выделяют ее практически бесшумную работу (из-за того, что одновременно в зацепленном состоянии находятся несколько зубьев) и большую прочность (увеличен средний диаметр шестерни) по сравнению с канонической передачей.

Это достигается благодаря расположению зубчатых колес: не пересекающемуся, а перекрещивающемуся. Кроме того, уменьшена нагрузка, которую испытывает один зубец, благодаря этому работа всех шестеренок более надежна и долговечна.

Автомобили, в которых использована гипоидная передача отличает, ко всему прочему, еще устойчивость и плавность хода. Эти характеристики для автолюбителей играют едва ли не первостепенную роль при выборе «железного коня», и всегда находятся на особом контроле у автомобильных концернов, которые постоянно совершенствуются в направлении улучшения не только «мозга» машины, но и комфортности езды.

Поэтому гипоидную передачу вы чаще всего можете наблюдать в автомобилях представительского класса. Таких как «Инфинити», «Лексус» и др. Больше того, зубья гипоидной передачи характеризуются большей сопротивляемостью усталости, если сравнивать с конической передачей. Но там, где есть плюсы, встречаются и минусы.

Недостатки

Давайте рассмотрим недостатки использования такой передачи в редукторе. К минусам использования гипоидной передачи можно записать, во-первых, ее дороговизну. Причина здесь в том, что изготовить ее не так просто. Однако, гипоидную передачу уже активно внедряют даже в бюджетных авто из Поднебесной, так что насчет дороговизны еще спорный вопрос. Еще из минусов — высокая вероятность заедания шестеренок. Это возможно из-за скольжения вдоль линии контакта.

Причина заедания, конечно, лечится. Водителям рекомендуют использовать только трансмиссионные масла, которые как бы обволакивают шестерни специальной пленкой и не допускают заедания. К заеданию может привести неправильная регулировка и низкое качество «расходников». Интересно, что этот недостаток такого типа передачи превратили в достоинство разработчики полноприводных авто и успешно его используют.

Плюс ко всему гипоидная передача славится тем, что быстро приходит в негодность. Вкупе с относительной дороговизной это может часто становится решающим фактором для изготовителей авто. И гипоидной передаче они предпочитают более дешевые варианты.

И все же, если вам посчастливилось стать обладателем авто с гипоидной передачей, знайте, что приобрели надежную «лошадку», которая при грамотном уходе и периодическом контроле будет трудится вам на радость.

В общем, ровных дорог вам!