Ведущие мосты многоосных грузовиков

Стремление к повышению грузоподъемности – с одной стороны, и ограничение нагрузок на дорожное полотно – с другой, вынудили конструкторов обратить внимание на многоосные транспортные средства. Оказалось, что повышение грузоподъемности за счет прибавления третьего моста очень выгодно и составляет от 50 до 100%. При этом собственная масса грузовика возрастает незначительно, всего на 20 – 25%. Этим объясняется распространение в мире многоосных грузовых автомобилей с колесной формулой 6х4, 6х2, 8х4 и даже 8х2.

Шасси грузового автомобиля с колесной формулой 6х2 и задней не ведущей осью

В настоящее время почти каждая крупная автомобилестроительная компания имеет в своей программе трехосные шасси, выполненные на базе двухосных. В зависимости от назначения можно разделить многоосные машины на магистральные и грузовики, предназначенные для работы не только на дорогах с твердым покрытием, но и на грунтовых. Первые, как правило, в трехосном исполнении имеют колесную формулу 6х2, реже 6х4. Вторые – 6х4 или 6х6. Колесные формулы 8х2 и 8х4 используют на специальных шасси для установки кранового оборудования, цистерн, самосвальных кузовов и т.д.

Главным достоинством колесной формулы 6х2 является простота, поскольку трансмиссия такого грузовика почти не отличается от трансмиссии базового автомобиля с колесной формулой 4х2. Новыми в трехосной модификации являются лишь рама, дополнительная опорная ось, тормозная система и электрооборудование. В производстве стоимость этой версии выше стоимости базовой модели лишь на 10 – 20%, и это обстоятельство с учетом роста грузоподъемности объясняет большое распространение подобных машин на дорогах Европы.

Классическое шасси полноприводного трехосного грузового автомобиля

Оригинальным качеством колесной формулы 6х2 признано пониженное отношение нагрузки задних колес к полной допустимой массе грузовика, поэтому имеющие ее автомобили должны эксплуатироваться только на дорогах с твердым покрытием. Для снижения износа шин подкатной оси, а также временного увеличения нагрузки на ведущий мост машины разработаны различные устройства, приподнимающие подкатной мост над дорогой.

Повышение нагрузки на ведущий мост признано полезным и для преодоления скользких участков дороги, однако устройства подъема не ведущей задней оси существенно удорожают всю конструкцию и снижают эффективность эксплуатации. Минский автомобильный завод еще в середине 60-х годов начал выпуск модели МАЗ-516 с колесной формулой 6х2 и поднимающейся задней осью, но успеха у транспортников она не имела. В опытном порядке были изготовлены версии автомобилей с колесной формулой 6х2 на базе грузовиков ГАЗ-53А и ЗИЛ-130, но до конвейера обе разработки так и не дошли.

Иногда конструкторы создают грузовые автомобили с колесной формулой 6х2, с приводом только на задний мост и двумя передними не ведущими осями. Подобные конструкции отличает высокая маневренность, но их стоимость повышается из-за необходимости иметь два управляемых моста и специальное рулевое управление.

Промежуточный ведущий мост трехосного полноприводного грузовика

В трехосных автомобилях с колесной формулой 6х4 и 6х6 применяют два типа приводов: последовательный, при котором передача крутящего момента от раздаточной коробки к обоим мостам осуществляется одним карданным валом, и параллельный – с применением двух отдельных валов, выходящих из раздаточной коробки.

Распространение получили три схемы параллельного привода мостов. В них могут использоваться конические, гипоидные и даже червячные передачи.

Чаще всего для крепления двух задних мостов к раме применяют качающуюся тележку с продольными рессорами и рычажным направляющим аппаратом. На промежуточном мосту закрепляют промежуточные опоры карданных передач, а сами мосты часто снабжают механизмами блокировки колесных или межосевого дифференциала.

Межосевой дифференциал в последовательном приводе двух червячных передач: 1 – вал; 2 – крестовина; 3 – сателлит; 4 – обойма; 5 – выходная шестерня; 6 – вал

Бортовой привод, при котором колеса правого и левого борта получают крутящий момент от одной раздаточной коробки или двух, работающих каждая со своим силовым агрегатом, отличается тем, что не требует установки межколесных дифференциалов ввиду отсутствия осей как таковых. В СССР (России) такой тип привода устанавливался на внедорожные машины специального конструкторского бюро (СКБ) ЗИЛ, возглавляемого В.А. Грачевым, и на специальных автомобилях, выпускаемых Брянским автозаводом. Примерами аналогичных иностранных конструкций являются специальные машины Laffly (Франция), DAF(Голландия), Alvis (Великобритания), Panhard (Франция).

В современных конструкциях задних ведущих мостов автомобилей с колесными формулами 6х4 и 6х6 используется последовательный привод, реализуемый довольно разнообразно. При этом применяют цилиндрические, конические, гипоидные и червячные главные передачи. Наиболее простым является привод, выполненный в виде червячных передач (а). Промежуточный вал, соединяющий червяки обеих главных передач, снабжен двумя карданными шарнирами и шлицевым соединением. Применение верхних червячных передач позволяет увеличить дорожный просвет, нижних – понизить уровень пола.

Конструкция последовательного привода мостов с помощью червячных главных передач: а – промежуточного моста; б – заднего моста

В конструкции б для того, чтобы передавать крутящий момент на промежуточный карданный вал, вторую ведущую шестерню располагают сзади промежуточного моста, а чтобы колеса обоих мостов тележки могли вращаться в одном и том же направлении, ведомая шестерня главной передачи заднего моста установлена с противоположной стороны ведущей шестерни. Крутящий момент к обоим задним мостам (промежуточному и заднему) передается ведущей и ведомой шестернями промежуточного моста, в связи с этим конструкция этих шестерен достаточно сложна.

Вариант в отличается тем, что ведущая гипоидная шестерня промежуточного моста выполнена полой и позволяет подводить крутящий момент к заднему мосту. Подобная конструкция, но с двухступенчатой главной передачей – вариант г. Исполнение по схемам в и г без шарниров возможно только при независимой подвеске колес. В конструкции д карданный вал расположен над осями ведущих конических шестерен, а крутящий момент передается вниз с помощью цепных передач или зубчатых колес. При применении этой схемы увеличивается длина промежуточного карданного вала и уменьшается наклон карданных шарниров. В конструкции е промежуточный мост имеет цилиндрический редуктор с передаточным числом 1,0 и коническую передачу, а в заднем мосту используется одноступенчатая главная передача.

Конструкция последовательного привода двух ведущих мостов с расположенными спереди ведущими гипоидными шестернями (Rockwell)

На схеме ж показана конструкция, применяемая в американских магистральных тягачах. Раздаточная коробка закреплена на раме, и крутящий момент передается набором шестерен к нижнему валу, концы которого с помощью карданных шарниров соединены с валами ведущих конических шестерен. Эти валы снабжены реактивными кожухами, прикрепленными к картеру раздаточной коробки с помощью шарика и сферического корпуса, внутри которого находятся карданные шарниры, вследствие чего скользящие соединения здесь излишни. На схеме з показана передача, примененная в шестиколесных грузовиках Scammel (Великобритания). Здесь первая ступень передачи выполнена с помощью конических шестерен, хотя с успехом может быть использована и червячная главная передача. Привод к ведущим колесам осуществляется через набор шестерен, размещенных в качающемся корпусе. Отдельно следует отметить последовательный привод задних колес грузовиков TATRA (Чехия) (схема и).

Трансмиссии автомобилей с колесной формулой 6х4 могут быть как с межосевым дифференциалом, так и без него. В автомобилях, работающих в условиях бездорожья, когда каждое из колес работает со значительным скольжением, межосевой дифференциал часто не применяют. Для тягачей, работающих на дорогах с твердым покрытием, межосевой дифференциал необходим.

В трансмиссиях вездеходов с колесной формулой 6х6 дифференциалы применяют довольно редко из соображений упрощения и удешевления конструкции.