АВТОМОБИЛЬ С ПЕРЕДНИМИ И ЗАДНИМИ ВЕДУЩИМИ КОЛЕСАМИ

в приводе от двигателя к ведущим колесам и передающиеся на кузов автомобиля. Значительным источником вибраций в указанном автомобиле являются циклические крутильные, инерционные и изгибные колебания валов, соединяющих раздаточную коробку с коробкой передач и угловыми редукторами, возникающие вследствие несоосности выходного вала коробки передач и ведущего вала раздаточной коробки и из-за неравенства углов в карданных сочленениях каждого из карданных валов привода угловых редукторов от раздаточной коробки. Причиной указанной несоосности и отмеченного неравенства углов в указанной конструкции является необходимость устанавливать двигатель, с жестко соединенной с ним коробкой передач, и раздаточную коробку с возможностью фиксации в кузове неоднозначно и порознь, для того, чтобы обеспечить сборку соединяемых двигателя, с жестко соединенной с ним коробкой передач, и раздаточной коробки и с кузовом и посредством выше упомянутого вала между собой при неизбежных отклонениях геометрических параметров соединяемых узлов и деталей при их изготовлении. Вследствие вышеотмеченного, раздаточная коробка по отношению и к коробке передач и к угловым редукторам устанавливается ориентированной под неопределенным углом, что приводит к отмеченным недостаткам. Регулировка установки раздаточной коробки трудоемка и малоэффективна, так как в зависимости от конкретной установки в кузове двигателя, с жестко соединенной с ним коробкой передач, раздаточную коробку надо правильно соориентировать по отношению к выходному валу коробки передач и по углу установки, и в линейных
(
измерениях - в продольном, поперечном и вертикальных направлениях, и при этом еще достичь в допустимых пределах равенства углов в карданных сочленениях каждого из карданных валов, что все вместе практически невозможно осуществить и проконтролировать.
Полезная модель направлена на решение технической задачи по уменьшению вибраций, возникающих в автомобиле, что в конечном итоге приводит к повышению комфорта пассажиров и увеличению ресурса деталей и узлов автомобиля, и, кроме того, при этом решается задача снижения трудоемкости технического обслуживания и ремонта автомобиля. Достигаемый технический результат заключается в повышении надежности автомобиля и комфортности пользования.
Указанный технический результат достигается тем, что в автомобиле с передними и задними ведущими колесами, содержащем кузов с силовыми элементами, двигатель с жестко соединенной с ним коробкой передач, имеющей выходной вал, угловые редукторы привода передних и задних колес, раздаточную коробку, имеющую ведущий вал и валы привода угловых редукторов, при этом двигатель с жестко соединенной с ним коробкой передач установлен в кузове по крайней мере на трех эластичных опорах, раздаточная коробка установлена в автомобиле отдельно от двигателя на своих эластичных опорах, коробка передач соединена с раздаточной коробкой валом, соответствующие концы которого соединены с выходным валом коробки и ведущим валом раздаточной коробки через муфты, допускающие возможность угловых смещений соединяемых валов, а валы
привода угловых редукторов раздаточной коробки соединены с соответствующими угловыми редукторами карданными валами, допускающими изменение их длины, одна из эластичных опор двигателя с жестко соединенной с ним коробкой передач, и раздаточная коробка установлены на общем жестком конструктивном элементе, установленном с возможностью фиксации в кузове в разных положениях посредством крепежных элементов, при этом центр углового смещения, допускаемого указанной эластичной опорой двигателя с жестко соединенной с ним коробкой передач смещен относительно расположения любого из центров углового смещения, допускаемого муфтами, а раздаточная коробка и указанная эластичная опора позиционно зафиксированы относительно жесткого конструктивного элемента.
Благодаря такому конструктивному решению раздаточная коробка устанавливается однозначно относительно коробки передач и угловых редукторов в плоскости содержащей центры угловых смещений муфт вала, соединяющего раздаточную коробку и коробку передач, и эластичной опоры двигателя, с жестко соединенной с ним коробкой передач, установленной на указанном жестком конструктивном элементе. Это позволяет однозначно установить с минимальной допустимой несоосностью между собой выходной вал коробки передач, ведущий вал раздаточной коробки и соединяющий их вал и при этом уравнять в допускаемых пределах углы в карданных сочленениях каждого из карданных валов привода угловых редукторов от раздаточной коробки, несмотря на неизбежные, допускаемые производством.
отклонения от номинала геометрических размеров соединяемых деталей и узлов. В результате существенно снижаются циклические крутильные, инерционные и изгибные колебания указанных валов, и вследствие этого существенно снижается уровень вибраций в автомобиле, что повышает комфорт пассажиров и увеличивает ресурс деталей и узлов автомобиля. Кроме того, вследствие однозначности установки раздаточной коробки, не требуется регулировка ее установки, что существенно снижает трудоемкость сборки и технического обслуживания автомобиля.
В частном случае выполнения полезной модели, в автомобиле раздаточная коробка однозначно зафиксирована относительно жесткого конструктивного элемента путем установки ее на трех эластичных опорах на указанном жестком конструктивном элементе. При этом жесткий конструктивный элемент крепится к силовым элементам кузова. В этом случае жесткий конструктивный элемент, кроме основной своей вышеуказанной функции выполняет и дополнительную - увеличивает несущую способность кузова.
В частном случае выполнения полезной модели, когда в автомобиле раздаточная коробка зафиксирована однозначно относительно жесткого конструктивного элемента путем жесткого соединения с ним, а жесткий конструктивный элемент установлен в кузове не менее чем на трех эластичных опорах, улучшается виброизоляция кузова благодаря тому, что вибрация проникающая от двигателя, с жестко соединенной с ним коробкой передач, через эластичную опору, установленную на жестком конструктивном
элементе, дополнительно гасится эластичными опорами на которых установлен жесткий конструктивный элемент в кузове.
В частном случае выполнения полезной модели, когда в автомобиле жесткий конструктивный элемент имеет параллельные между собой фланцы, примыкающие к деталям, соединенным с кузовом и в этих фланцах имеются овальные отверстия, охватывающие с зазором болты, которые соединяют эти фланцы с указанными деталями кузова показано частное решение установки жесткого конструктивного элемента с возможностью фиксации в кузове в разных положениях, благодаря тому, что параллельность между собой фланцев обеспечивает прилегание их к местам крепления при неизбежных отклонениях геометрии соединяемых деталей и узлов в производстве, и позволяет перемещать при сборке жесткий конструктивный элемент относительно болтов в пределах овальных отверстий и затем фиксировать его путем затяжки этих болтов.
Настоящая полезная модель поясняется примером конкретного исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков требуемого технического результата.
На фиг. 1 - автомобиль с передними и задними ведущими колесами;
на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1;
на фиг. 3 - частный случай выполнения автомобиля с передними и задними ведущими колесами;
на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3;
на фиг. 5 - показан разрез В-В на фиг. 1 и 4.
Согласно полезной модели автомобиль с передними и задними ведущими колесами содержит кузов с силовыми элементами, двигатель с жестко соединенной с ним коробкой передач, имеющей выходной вал, угловые редукторы привода передних и задних колес, раздаточную коробку, имеющую ведущий вал и валы привода угловых редукторов. При этом двигатель с жестко соединенной с ним коробкой передач установлен в кузове по крайней мере на трех эластичных опорах, раздаточная коробка установлена в автомобиле отдельно от двигателя на своих эластичных опорах, коробка передач соединена с раздаточной коробкой валом, соответствующие концы которого соединены с выходным валом коробки и ведущим валом раздаточной коробки через муфты, допускающие возможность угловых смещений соединяемых валов. Валы привода угловых редукторов раздаточной коробки соединены с соответствующими угловыми редукторами карданными валами, допускающими изменение их длины.
Одна из эластичных опор двигателя с жестко соединенной с ним коробкой передач, и раздаточная коробка установлены на общем жестком конструктивном элементе, установленном с возможностью фиксации в кузове в разных положениях посредством крепежных элементов. При этом центр углового смещения, допускаемого указанной эластичной опорой двигателя с жестко соединенной с ним коробкой передач смещен относительно расположения любого из центров углового смещения, допускаемого муфтами, а раздаточная коробка и указанная эластичная опора позиционно
зафиксированы относительно жесткого конструктивного элемента.
При этом раздаточная коробка зафиксирована позиционно относительно жесткого конструктивного элемента путем установки ее на трех эластичных опорах на указанном жестком конструктивном элементе, а жесткий конструктивный элемент жестко прикреплен к силовым элементам кузова.
При этом раздаточная коробка зафиксирована позиционно относительно жесткого конструктивного элемента путем жесткого соединения с ним, а жесткий конструктивный элемент установлен в кузове не менее чем на трех эластичных опорах.
Жесткий конструктивный элемент имеет параллельно расположенные между собой фланцы, примыкающие к деталям, соединенным с кузовом, и в этих фланцах имеются овальные отверстия, для пропуска с зазором болтов, которые соединяют эти фланцы с указанными деталями.
Ниже приводится пример конкретного исполнения полезной модели.
Автомобиль с передними и задними ведущими колесами содержит кузов 1, с силовыми элементами 2, двигатель 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4. Коробка передач 4 имеет выходной вал 5. В автомобиле имеются угловые редукторы 6 и 7 привода передних 8 и задних 9 колес и раздаточная коробка 10. Раздаточная коробка 10 имеет ведущий вал 11 и валы привода угловых редукторов 12 и 13. Двигатель 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4 установлен в автомобиле не менее, чем на трех эластичных опорах 14, 15, 16. Раздаточная коробка 10 установлена отдельно
от двигателя 3 на своих эластичных опорах 17. Коробка передач 4 соединена с раздаточной коробкой 10 валом 18. Вал 18 соединен муфтой 19с выходным валом 5 коробки передач 4 и муфтой 20 соединен с ведущим валом 11 раздаточной коробки 10. Муфты 19 и 20 передают момент между соединяемыми ими валами 5, 11 и 18 и допускают возможность взаимных угловых смещений этих валов. Валы 12 и 13 привода угловых редукторов раздаточной коробки 10 соединены с соответствующими угловыми редукторами 6 и 7 карданными валами 21 и 22. Каждый из карданных валов 21 и 22 имеет соединение, допускающее изменение его длины, например, шлицевое - соответственно 23 и 24. Эластичная опора 16 двигателя 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4, и раздаточная коробка 10 установлены на жестком конструктивном элементе 25, который установлен в автомобиле с возможностью фиксации в разных положениях и может быть выполнен, например, в виде металлического подрамника. При этом раздаточная коробка 10 и эластичная опора 16 однозначно зафиксированы относительно жесткого конструктивного элемента 25, а центр углового смещения эластичной опоры 16 не совпадает с расположением центров углового смещения муфт 19 и 20.
В частном случае выполнения полезной модели автомобиля с передними и задними ведущими колесами, показанном на фиг. 1,2 раздаточная коробка 10 соединена с жестким конструктивным элементом 25 посредством трех эластичных опор 17, а жесткий конструктивный элемент 25 соединен с силовыми элементами 2 кузова 1 неподвижно.
В частном случае, выполнения полезной модели автомобиля с
передними и задними ведущими колесами показанном на фиг. 3,4 раздаточная коробка 10 соединена с жестким конструктивным элементом 25 неподвижно, а жесткий конструктивный элемент 25 соединен с кузовом посредством трех эластичных опор 17.
В обоих случаях (показанных на фиг. 1, 2 и на фиг.З, 4) жесткий конструктивный элемент 25 имеет параллельные между собой фланцы 26. Фланцы 26 примыкают к деталям кузова 1 (в случае показанном на фиг. 1, 2 фланцы 26 примыкают к силовым элементам 2 кузова 1; в случае показанном на фиг.3,4 фланцы 26 примыкают к эластичным опорам 17). Во фланцах 26 имеются овальные отверстия 27, которые охватывают с зазором 28 болты 29. Болты 29 соединяют фланцы 26 жесткого конструктивного элемента 25 с деталями кузова (в случае показанном на фиг. 1, 2 болты 29 соединяют фланцы 26 с силовыми элементами кузова 2; в случае показанном на фиг.3,4 болты 29 соединяют фланцы 26 с эластичными опорами 17).
Автомобиль с передними и задними ведущими колесами работает следующим образом.
Вследствие того, что раздаточная коробка 10 соединена с жестким конструктивным элементом 25 либо посредством не менее, чем трех эластичных опор 17 (фиг. 1, 2), либо неподвижно болтами 29 (фиг.З, 4), то в обоих случаях в статике раздаточная коробка 10 относительно жесткого конструктивного элемента 25 занимает только единственное положение. Поэтому центр углового смещения муфты 20, соединяющей ведущий вал 11 раздаточной коробки 10с валом 18, также занимает единственное положение
11
относительно жесткого конструктивного элемента 25. А центр углового смещения муфты 19, соединяющей вал 18 с выходным валом 5 коробки передач 4 имеет возможность при сборке перемещаться только по радиусу RI, равному расстоянию между указанными центрами муфт 19 и 20. Вследствие того, что эластичная опора 16 двигателя 3 с жестко соединенной с ним коробкой передач 4, установлена однозначно на жестком конструктивном элементе 25, то центр углового смещения муфты 19, соединяющей выходной вал 5 коробки передач 4 и вал 18, имеет возможность перемещаться при сборке относительно центра углового смещения указанной опоры 16 только по радиусу Ra, равному расстоянию между указанными центрами угловых смещений муфты 19 и опоры 16. Ввиду того, что вышеуказанные центры угловых смещений опоры 16 и муфт 19 и 20 не совпадают, то в плоскости определяемой этими центрами на практике при сборке возможно выбрать только одно из двух положений взаимного расположения двигателя 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4, вала 18 и раздаточной коробки 10, которое определяется пересечением радиусов RI и RS и задано геометрическими размерами соединяемых деталей и узлов, которые обеспечивают минимальное допустимое отклонение от соосности соединяемых выходного вала 5, ведущего вала 11 раздаточной коробки 10 и соединяющего их вала 18. В другое теоретически возможное положение (определяемое второй точкой пересечения R и Rj) соединяемые двигатель 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4, и раздаточную коробку 10 установить невозможно, ввиду несовпадения в этом случае
эластичных опор 14 и15 двигателя 3 с местами их крепления в кузове 1 и при этом явной несоосности указанных валов 5, 11 и 18 конструктивно заданной в этом случае геометрией соединяемых узлов и деталей. Отклонения, допускаемые производством в геометрии, соединяемых вышеупомянутых узлов и деталей не влияют на возможность фиксации жесткого конструктивного элемента 25 в кузове 1, так как жесткий конструктивный элемент 25 устанавливается в кузове 1 с возможностью фиксации в разных положениях. Для обеспечения этого, в случаях показанных на фиг. 1,2,3, 4, 5, фланцы 26 жесткого конструктивного элемента 25 выполнены параллельными между собой, что обеспечивает им прилегание к местам фиксации, а величина овальных отверстий 27 во фланцах 26 задана и сделана такой, что болты 29, фиксирующие жесткий конструктивный элемент 25,остаются в пределах охватывающих их отверстий 27 во фланцах 26 при всех допускаемых производством геометрических отклонениях соединяемых узлов и деталей. Так как расстояние от эластичных опор 14 и 15 двигателя 3, с жестко соединенной с ним коробкой передач 4, до мест фиксации в кузове 1 жесткого конструктивного элемента 25 значительно в сравнении с погрешностью по высоте установки в кузове 1 этих двух опор 14 и 15 относительно указанных мест фиксации, то угол установки валов 12 и 13 привода угловых редукторов раздаточной коробки 10 практически не меняется при вышеупомянутых геометрических отклонениях. Поэтому при этом практически не меняется и остается в допускаемых пределах равенство углов (ai«a2 и Pi«p2) в карданных сочленениях каждого из карданных валов
21 и 22 привода угловых редукторов 6 и 7 от раздаточной коробки 10, которое задано установкой в кузове 1 под соответствующими углами угловых редукторов 6 и 7 привода передних 8 и задних 9 колес.
Благодаря обеспечению минимальной допустимой несоосности между собой: выходного вала 5 коробки передач 4, ведущего вала 18 раздаточной коробки 10 и соединяющего их вала 18, а также обеспечению в допустимых
пределах равенства углов (ai«a2 и Р1«Р2) в карданных сочленениях каждого
из карданных валов 21 и 22 значительно снижаются циклические крутильные, инерционные и изгибные колебания указанных валов, что уменьшает вибрацию в автомобиле и тем самым повышает комфорт пассажиров, увеличивает ресурс деталей и узлов автомобиля. Кроме того, благодаря тому, что при этом раздаточная коробка устанавливается при сборке однозначно и не требует регулировки, значительно снижается трудоемкость сборки и технического обслуживания автомобиля.
В частном случае показанном на фиг. 1, 2, 5 жесткий конструктивный элемент 25 воспринимает усилие от двигателя 3, с жестко соединенной коробкой передач 4, через опору 16 и от раздаточной коробки 10 через опоры 17, при этом в указанных опорах происходит и гашение вибраций. А благодаря тому, что жесткий конструктивный элемент 25 соединен с силовыми элементами 2 кузова 1 неподвижно, увеличивается несущая способность кузова 1.
В частном случае показанном на фиг. 3, 4, 5 жесткий конструктивный элемент 25 воспринимает усилия от двигателя 3, с жестко соединенной
коробкой передач 4, через опору 16, а от раздаточной коробки через неподвижное болтовое соединение. При этом жесткий конструктивный элемент 25 соединен с кузовом 1 через эластичные опоры 17, которые воспринимают действующие в этом случае усилия и гасят вибрации. А так как усилия и вибрации в этом случае от двигателя 3, с жестко соединенной коробкой передач 4, на кузов 1 передаются и гасятся через эластичную опору 16, и дополнительно через эластичные опоры 17, то виброизоляция кузова 1 улучшается.