Картер ведущего моста автомобиля, полученный методом чугунного литья
CARTER OF THE DRIVING AXLE OF THE CAR, OBTAINED BY THE METHOD OF CAST IRON

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к транспортным средствам, содержащим ведущие мосты.
Известен картер ведущего моста, изготовленный из чугуна и содержащий объединенные между собой в единой отливке корпус для размещения главной передачи, заднюю крышку, левый и правый кожухи, площадки для крепления элементов подвески. Нижние и верхние полки корпуса и кожухов объединены усиливающими ребрами, выполненными в виде пластин (см. патент CN 204912662, МПК B22С 9/04, опубл. 30.12.2015).
Недостаток такой конструкции заключается в недостаточной прочности. При нагрузке картера нижние полки подвержены наибольшим напряжениям растяжения, а для изделий из чугуна это является неблагоприятным фактором, так как он достаточно хрупкий и имеет низкую прочность при растяжении. В данной конструкции нижние усиливающие ребра подвержены растягивающим напряжениям, но площадь сечения этих ребер, которая определяет прочность их при растяжении, недостаточна. К тому же конфигурация и толщина ребер способствуют появлению дополнительных концентраторов напряжения на нижних полках картера.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является картер ведущего моста автомобиля, изготовленный из чугуна и содержащий объединенные между собой в единой отливке корпус для размещения главной передачи, заднюю крышку, левый и правый кожухи, площадки для крепления элементов подвески, а также проходящее сверху и снизу от крышки картера до фланца кожуха усиливающие ребра, образующие в сечении картера двутавровую конструкцию (см. патент CN 201863637, МПК B23В 35/16, опубл. 15.06.2011).
Недостатком известной конструкции является значительный вес картера моста из-за наличия проходящих сверху и снизу от крышки картера до фланца кожухов усиливающих ребер, образующих в сечении картера двутавровую конструкцию.
Возникают противоречия:
для снижения веса картера необходимо:
- уменьшить равномерно толщину вертикальных стенок, верхней и нижних полок картера, но это значительно снизит прочность картера;
- увеличить размеры продольного сечения картера с одновременным уменьшением толщины стенок и полок картера, что значительно увеличит габаритные (вертикальные и горизонтальные) размеры картера, которые потребует изменить геометрическую конфигурацию рядом расположенных с картером деталей, узлов и агрегатов автомобиля.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является уменьшение веса картера ведущего моста при сохранении его прочностных характеристик.
Для решения поставленной задачи в картере ведущего моста автомобиля, полученном методом чугунного литья и содержащем объединенные между собой в единой отливке корпус для размещения главной передачи, заднюю крышку, левый и правый кожухи, площадки для крепления элементов подвески, фланцы, усиливающие ребра, проходящие сверху и снизу картера, при этом нижние ребра расположены горизонтально,  верхние усиливающие ребра выполнены полыми и расположены перпендикулярно поверхности верхних полок кожухов, образуя тем самым тавровую конструкцию поперечного сечения картера.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, чтоверхние усиливающие ребра выполнены полыми и расположены перпендикулярно поверхности верхних полок кожухов, образуя тем самым тавровую конструкцию поперечного сечения картера, позволяет уменьшить вес картера ведущего моста при сохранении его прочностных характеристик.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 – картер ведущего моста автомобиля, полученный методом чугунного литья;
фиг. 2 – то же, вид сверху;
фиг. 3 – то же, сечение А-А на фиг. 1;
фиг. 4 – то же, сечение Б-Б на фиг. 1;
фиг. 5 – то же, результаты расчета методом конечных элементов картера ведущего моста на циклическую долговечность.
Картер ведущего моста автомобиля, полученный методом чугунного литья, содержит объединенные между собой в единой отливке корпус 1 для размещения главной передачи, заднюю крышку 2, левый и правый кожухи 3 и 4, площадки 5 для крепления элементов подвески, а также проходящие сверху и снизу от крышки 2 картера до площадок 5 усиливающие ребра 8, 9 и до фланцев 6 и 7 горизонтально расположенные усиливающие ребра 10 и 11. Верхние усиливающие ребра 8 и 9 выполнены полыми и расположены перпендикулярно поверхности верхних полок кожухов 3 и 4, образуя тем самым в поперечном сечении картера тавровую конструкцию.
Ребра 8 и 9 добавляют в конструкцию картера дополнительную жесткость, тем самым принимая на себя часть напряжения с опасного сечения, а именно с перехода нижней точки от кожуха 3 и 4 до крышки картера 2. Полость в ребре позволяет сохранить прочностные характеристики конструкции при условии уменьшения массы картера. Тавровая конструкция, образуемая ребрами 10 и 11, способствует распределению напряжения с опасного сечения, тем самым увеличивая устойчивость конструкции к циклическим нагрузкам и изгибу картера (фиг 5).
Предложенное техническое решение позволяет уменьшить вес картера ведущего моста при сохранении его прочностных характеристик.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.