Задний мост (главная передача), дифференциал автомобиля.

Приветствую всех читателей — в этой статье мы рассмотрим устройство редуктора заднего моста (главной передачи) привода колёс заднеприводных автомобилей и переднеприводных тоже затронем (на переднеприводных естественно заднего моста нет, но есть механизм привода на передние колёса), дифференциал и полуоси. Так же мы рассмотрим неисправности и техническое обслуживание этих механизмов и методы устранения самых распространённых неисправностей. 

Главная передача предназначена для увеличения крутящего момента на задние колёса машины и уменьшения оборотов вращения колёс. На большинстве автомобилей установлены одинарные шестерёнчатые главные передачи, в которых крутящий момент передаётся с помощью только одной пары шестерен. Главная передача заднеприводных автомобилей, помещена в картере заднего моста, а у переднеприводных автомобилей (например ВАЗ 2108) или у заднеприводных, но с задним размещением двигателя (например Фольскваген Жук или Запорожец) главная передача располагается в том же картере, что и коробка передач.

Рассмотрим сначала главную передачу заднеприводных автомобилей.

Рис.(1) Гипоидная главная передача
1 — подшипники, 2 — сальник, 3 — распорная втулка, 4 — ведущий вал, 5 — ведущая шестерня, 6 — ведомая шестерня, 7 — картер заднего моста.

Главная передача заднеприводных машин  (редуктор заднего моста) гипоидная с коническими шестернями, одна из которых смещена вниз — смотрите рисунок (1). В отличие от обычной конической передачи шестернями, у которой шестерни пересекаются посередине большой ведомой шестерни, в данной передаче большинства автомобилей, ось ведущей шестерни 5 смещена вниз, относительно оси ведомой шестерни 6. Такое расположение шестерен обеспечивает бесшумную работу, уменьшает нагрузки, которые действуют на зубья шестерен, ну и к тому же даёт возможность конструкторам значительно понизить уровень пола кузова автомобиля, а это, как известно, повышает устойчивость машины на больших скоростях. Но следует учитывать, что в гипоидной передаче при работе происходит большое относительное скольжение зубьев шестерен, и поэтому для таких передач необходимо применять для смазки только специальные масла.

Сама ведущая шестерня 5, сделана как одно целое с ведущим валом 4, и этот вал вращается на двух конических роликовых подшипниках 1, а между этими подшипниками помещена распорная втулка 3. А ведомая шестерня 6 крепится болтами к ступице-корпусу (коробке) дифференциала. На шлицах ведущего вала 4 надет и закреплён центральной гайкой фланец, к которому с помощью болтов закрепляется фланец шарнира карданного вала (о карданной передаче желающие читают вот здесь). Ну а выходу масла из картера главной передачи (заднего моста) со стороны ведущего вала, препятствует сальник 2. Кстати, отвернуть или завернуть центральную гайку фланца не так просто без специального ключа, который не трудно сделать, как показано в этой статье.

Главная передача переднеприводных автомобилей (смотрим рисунок (9) кликнув вот по этой ссылке) состоит из пары цилиндрических шестсерен с косыми зубьями 22. Ведущая шестерня изготовлена как цельная деталь вместе с ведомым валом коробки передач 21, а ведомая шестерня крепится болтами к стакану коробки дифференциала 24. Для главной передачи переднеприводных машин, используется тоже масло, что и для коробки передач, так как расположена главная передача в самом картере коробки передач.

Дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между обоими полуосями автомобиля, и так же даёт полуосям вращаться с неодинаковыми угловыми скоростями, при прохождении машиной поворотов или неровностей дороги. Это можно объяснить тем, что при прохождении поворота или препятствий, колёса автомобиля проходят не одинаковый по длине путь. Например в повороте, внешнее от центра поворота колесо машины проходит больший путь (большее расстояние), чем внутреннее колесо. И для тог, что бы вращение внутреннего колеса машины происходило без пробуксовки (проскальзывания), внутреннее колесо должно вращаться медленнее, чем внешнее колесо. Разное расстояние колёса проходят и в том случае, если одно из колёс наехало на неровность дороги, а второе нет.

Рис.(2) Схема работы дифференциала. а — автомобиль движется по прямой, б — автомобиль движется в повороте.
1 — ведомая шестерня, 2 — ведущая шестерня, 3 — сателит, 4 — полуосевая шестерня, 5 — полуось, 6 — ось сателитов.

Устройство и принцип работы дифференциала, можно посмотреть на рисунке (2) — схемы работы. Дифференциал имеет корпус коробку, которая вращается вместе с ведомой шестерней 1 главной передачи (см.рисунок (2)). Так же имеется ось сателитов 6, два сателита 3 и две шестерни полуосей 4, в шлице которых вставлены концы полуосей 5.

Если автомобиль движется по прямой и ровной дороге, и сопротивление качению обоих колёс одинаково, то сателиты 3 (см. рисунок (2)а) вокруг своей оси не вращаются (каждый из сателитов можно рассмотреть как равноплечий рычаг). И они оказывают одинаковое давление на шестерни 4 полуосей, и вращают их с одинаковыми скоростями.

Но во время поворота автомобиля или по поездкам по неровностям дороги, когда колёса проходят не одинаковый путь, то одно из колёс замедляет своё вращение, другое же колесо начинает вращаться с большей угловой скоростью, за счёт вращения сателитов вокруг своих осей — смотрим рисунок (2)б (обращаем внимания на маленькие стрелки). Такая же самая работа дифференциала происходит и в том случае, когда сопротивление качению ведущих колёс оказывается неравным (например если одно из колёс на скользкой грязи, а второе колесо на сухом покрытии).

То есть колесо испытывающее большее сопротивление, благодаря дифференциалу, начинает вращаться медленнее, а противоположное колесо увеличивает свою скорость. Если же одно из колёс начинает буксовать, то второе колесо останавливается и крутящий момент через дифференциал передаётся только на одно буксуещее колесо. В этом заключается главный недостаток дифференциала, снижающий проходимость автомобиля. Хотя на многих внедорожниках, уже научились избавляться от него.

Рис.(3) Задний мост заднеприводного автомобиля.
1 — фланец полуоси, 2 — болт крепления тормозного барабана и колеса, 3 — направляющий штифт, 4 — тормозной барабан, 5 — подшипник полуоси, 6 — сальник, 7 — кожух заднего моста, 8 — полуось, 9 — регулировочная гайка подшипника, 10 — сапун, 11 — сателит, 12 — ведомая шестерня главной передачи, 13 — шестерня полуоси, 14 — фланец ведущего вала, 15 — картер главной передачи, 16 — ведущая шестерня, 17 — ось сателитов, 18 — коробка дифференциала, 19 — стопорная пластина, 20 — крышка подшипника дифференциала, 21 — ролик подшипника, 22 — пластина фиксации подшипника полуоси.

Дифференциал заднеприводных автомобилей как и сама главная передача, расположен в картере заднего моста — смотрим рисунок (3). Он состоит из коробки 18, в специальное отверстие которой вставляется ось сателитов 17, и на эту ось свободно надеты две конических шестерни-сателита 11. Сателиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями 13 полуосей 8. Коробка дифференциала совместно с ведомой шестерней 12 вращается на двух конических роликовых подшипниках 21. А для регулировки затяжки подшипников, накручены две регулировочные гайки 9. При движении машины, усилие от главной передачи передаётся на коробку дифференциала, а затем через ось на сателиты, и уже далее через полуосевые шестерни и полуоси к ведущим колёсам автомобиля.

Полуоси 8 предназначены для передачи крутящего момента от дифференциала к ведущим колёсам автомобиля. Внутренний конец полуоси своими шлицами соединён с полуосевой шестерней дифференциала, а наружный конец соединён фланцем 1 с тормозным барабаном 4 и колесом (или соединён фланцем с ступицей колеса, если задний тормоз дисковый).

На большинстве автомобилей устанавливаются так называемые полуразгруженные полуоси, которые опираются наружным концом на подшипник 5. На такие полуоси воздействуют крутящий момент и изгибающие усилия. Полуоси находятся в кожухе 7 картера заднего моста машины. Для вентиляции полости картера заднего моста, на кожухе устанавливают сапун 10.

На переднеприводных автомобилях конический двухсателитный дифференциал, размещён в том же картере, что и коробка передач (смотрите рисунок (9), кликнув по этой ссылке). Он передаёт усилие к правому и левому приводным валам ведущих передних колёс. Коробка дифференциала 24 со своей крышкой вращается в двух конических подшипниках 23. Так же на кородку дифференциала напрессована пластиковая шестерня 27 для привода спидометра 28 автомобиля. Два сателита 25 надеты на ось 29. А внутри полуосевых шестерен 26 нарезаны шлицы, в которые заходят шлицевые хвостовики корпусов внутренних шарниров приводов приводов передних колёс (ШРУСов).

У переднеприводных автомобилей крутящий момент от дифференциала на передние ведущие колёса передаётся через правый и левый приводы колёс, и каждый привод состоит из двух шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов — в народе именуемых гранатами) и вала, который у привода правого колеса изготовлен из трубы, а у левого колеса из прутка.

Шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) переднеприводного автомобиля.
а — наружный шарнир, б — внутренний шарнир.
1 — корпус шарнира, 2 — стопорное кольцо обоймы , 3 — обойма шарнира, 4 — сепаратор, 5 — шарик, 6 — наружный хомут чехла, 7 — защитный резиновый чехол, 8 — упорное кольцо, 9 — вал привода колеса, 10 — внутренний хомут резинового чехла, 11 — стопорное кольцо полуосевой шестерни, 12 — фиксатор внутреннего шарнира, 13 — пластиковый буфер вала.

Наружный ШРУС состоит из корпуса 1 (см.рисунок (4)а), внутренней обоймы 3 и шести шариков , размещённых в канавках корпуса шарнира и обойме, ну и сепаратора 4. Шарики и канавки обеспечивают угол поворота шарнира на 42 градуса. Внутренняя обойма надета на шлицы вала 9 и удерживается от осевого смещения с помощью кольца 2. С другой стороны внутренняя обойма упирается в кольцо 8. Снаружи ШРУС защищён от пыли и грязи резиновым чехлом 7, который закрепляется с помошью стяжных хомутов 10 и 6. Шлицевой конец вала корпуса 1 шарнира вставляется и закрепляется в ступице колеса.

Внутренний ШРУС (см.рисунок (4)б) имеет осевую компенсацию перемещений, вызываемую колебаниями передней подвески и двигателя с коробкой передач. Это достигается тем, что канавки под шарики в корпусе обоймы сделаны прямыми, а не радиусными, как в наружном шарнире. А продольное перемещение ограничивается с одной стороны проволочным фиксатором 12, а с противоположной стороны пластиковым буфером 13. Шлицевой конец вала корпуса 1 шарнира, своими шлицами входит в шлицы полуосевой шестерни дифференциала и фиксируется в ней стопорным кольцом 11.

Необходимо помнить, что в ШРУСах на заводе подобраны детали одной сортировочной группы, а значит замена какой либо одной детали очень не желательна, поэтому в случае поломки или износа отдельной детали, ШРУС меняется полностью.

Неисправности главной передачи (редуктора заднего моста), дифференциала и полуосей.

Проверка деталей на биение.

Основными неисправностями главной передачи, дифференциала и полуосей являются: износ или поломка зубьев шестерен, износ оси сателитов, износ шлицев полуосей, скручивание или изгиб полуосей (на заднеприводных), или приводных валов (на переднеприводных машинах), ослабление крепления колеса к фланцу к фланцу полуоси, износ или разрушения (сколы) шариков приводных валов, износ подшипников, неплотности соединений, износ сальников.

Эти неисправности редуктора заднего моста (и не только заднего) можно определить по внешним признакам: повышенный шум от ведущих колёс, сильный нагрев картера главной передачи после поездки, шум при разгоне машины или при торможении двигателем, шум при движении машины в повороте, стук или шум от передних колёс или колеса (у переднеприводных машин), утечка смазки.

Шум исходящий от задних колёс заднеприводных автомобилей пожет появиться из-за понижения уровня масла в картере заднего моста, из-за ухудшения (старения) масла или даже от несоответствующего сорта масла, так же из-за износа зубьев шестерен злавной передачи или их неправильного зацепления, из-за износа или неправильной регулировки подшипников, из-за износа шлицевого соединения полуоси с полуосевыми шестернями. Повышенный шум так же возникает при ослаблении крепления задних колёс, или износе (разрушении) подшипников полуоси.

Проверку уровня масла нужно проводить на остывшем картере главной передачи заднеприводных машин, или при остывшем картере коробки передач переднеприводных автомобилей. Уровень масла должен быть по нижнюю кромку заливного отверстия (или около верхней метки щупа, если он есть).

Подтягивание ослабшего крепежа колёс, проводим на стоящем на земле автомобиле (не поддамкрачиваем), но машина должна быть пустая (без груза). Затяжку крепежа выполняем в два-три прохода (крест-накрест), с каждым проходом увеличивая усилие, прикладываемое к ключу.

Изношенные или поломанные детали (подшипники, шестерни с поломанными зубьями, шлицевые соединения) заменяем новыми, ну а шестерни с подизношенными зубьями, можно восстановить не разбирая главной передачи, с помощью препарата, узнать про который можно вот в этой статье, естественно если зубья целы (не отколоты). Люфт на конических подшипниках устраняем подтягиванием гайки (находится рядом с внутренней обоймой подшипника).

Замена подшипников полуосей и колёс не такая уж и простая операция, как кажется, я имею в виду правильная замена без порчи деталей. Как правильно заменить подшипники полуоси узнаём здесь, а о правильной замене подшипников колёс читаем вот тут.

Повышенный шум при разгоне или торможении двигателем может появиться при увеличении зазоров в звцеплении между шестернями главной передачи или в подшипниках ведущей шестерни. Это может произойти из-за ослабления гайки крепления фланца ведущей шестерни. Но затяжку этой гайки советую выполнять динамометрическим ключом (о ключе подробно узнаём здесь), с усилием указанным в мануале вашего автомобиля.

Повышенный шум при движении в повороте может появиться от заклинивания сателитов на своей оси, или заедания шеек полуосевых шестерен в коробке дифференциала. Для точного обнаружения этой неисправности, нужно вывесить оба ведущих колеса, установить коробку передач в нейтральное положение, и начать руками вращать любое из ведущих колёс. Дифференциал полностью исправен, если когда вы вращаете колесо, второе из ведущих колёс без стука и шума тоже вращается, но в противоположную сторону. А в случае поломки сателитов или при заедании полуосевых шестерен, колеса будут крутиться в одну и ту же сторону, и при этом вполне возможен скрежет, исходящий из узла. Для устранения такой неисправности, естественно следует разобрать дифференциал и заменить изношенные, или поломанные детали.

Стук или шум со стороны переднего ведущего колеса переднеприводных автомобилей как правило возникает при износе деталей ШРУСов, а их износ или повреждения возникают из-за повреждения защитных резиновых чехлов. Смазка в узле теряется, а её остатки забиваются грязью, ну а грязь быстро добивает детали. Другая причина шума и стука может быть из-за деформации валов привода колёс (на оборотах возникает вибрация и последующий быстрый износ деталей). Неисправность устраняется заменой валов, и если от вибрации износились ШРУСы, то и их заменой тоже.

Для замены резиновых защитных чехлов и смазки (Шрус-4) потребуются специальные съёмники для снятия привода колеса и установки нового стопорного кольца 11 (см.рисунок (4)).

Утечка смазки из редуктора заднего моста бывает из-за ослабления болтов крепления редуктора к балке заднего моста на заднеприводных машинах, ослабления болтов крепления картера главной передачи к картеру коробки передач — на переднеприводных машинах и на заднеприводных с расположением двигателя сзади (Фольскваген Жук, Запорожец). Так же утечка масла может быть из-за повреждения или износа сальника ведущей шестерни и сальников полуосей.

У переднеприводных машин утечка смазки возникает, как я уже говорил, при повреждении защитных резиновых чехлов ШРУСов. Незабываем так же про сапун картера. При его загрязнении, прекращается вентиляция картера и повышается давление в нём, которое выталкивает масло даже через исправные сальники. Поэтому прежде чем их менять, удостоверьтесь в чистоте и проходимости отверстия сапуна.

При подтекании масла через разъёмы картера, болты подтягивайте динамометрическим ключом. Ну а повреждённые чехлы и сальники естественно меняем на новые, а сапун чистим.

Техническое обслуживание дифференциала, главной передачи (редуктора заднего моста) и полуосей несложное и заключается в следующем:

• Перед выездом обратить внимание на отсутствие пятен смазки на полу.
• На ходу автомобиля обращать внимание на стуки или шумы и вовремя их устранять, так как затягивание с ремонтом значительно удорожает последующий ремонт.
• на новой машине через тысячу км слить масло и промыть промывочным маслом картер, а затем залить свежее масло, через 5 тысяч км заменить его вновь.
• При поездках по грязным дорогам и появлении подтёков масла, очистить сапун картера.
• Через 5 тысяч км проверить уровень масла, а при появлении подтёков проверять ещё раньше, и долить масло до уровня.
• Через 10 — 15 тысяч км, а не через 60 тысяч как советует завод, заменить масло новым (если масло ТАД-17, ТАП-15 и прочая минералка). Менять масло через 60 тысяч можно если у вас иномарка и залито дорогое синтетическое масло для мостов.

На переднеприводных автомобилях масло меняется в коробке, так как полость картера главной передачи и коробки передач у них общая. Сливать старое масло советую сразу после поездки, пока оно тёплое. Марку заливаемого масло выбираем по принципу описанному выше. То есть если вы хотите менять его через 60 тысяч км, то заливайте фирменную синтетику, предназначенную для мостов или коробок (смотря какой у вас автомобиль — задне или переднеприводный). Ну а если вы хотите менять масло всего через 10 тысяч км, то заливайте минералку типа ТАД-17. И не слушайте продавцов в авто-магазинах, что якобы для вашего Жигуля или старой иномарки подойдёт обыкновенная дешёвая минералка. Наоборот, чтобы сохранить потрёпанные интенсивной эксплуатацией детали подержанной машины, её нужно кормить качественной синтетикой. 

Впрочем это правило действует не всегда, а лишь в том случае если у вас тёплый гараж. Подробнее об этом очень советую почитать вот в этой статье.

Вот и все премудрости, которые я хотел донести начинающим ремонтникам, и не только им, в этой статье. Надеюсь статья поможет разобраться вам в устройстве главной передачи (заднего моста) и дифференциала, и поможет устранить неисправности редуктора заднего моста (и других узлов) своими силами. Удачи всем!