Редуктор: простой способ изменить движение
Устройство преобразования и передачи крутящего момента — редуктор — очень широко используется в технике. Нашлось редуктору место и в автомобиле, причем не одному, а сразу нескольким. О том, что такое редуктор, какие редукторы и для каких целей применяются в автомобилях — читайте в этой статье.
Что такое механический редуктор
Механическим редуктором называют любой механизм, который осуществляет передачу и преобразование крутящего момента с помощью механической передачи (или нескольких передач). В свою очередь, механическая передача — это механизм, который служит для передачи и изменения характера движения. Наиболее часто используются зубчатые (цилиндрические и конические), червячные, ременные, цепные, гипоидные и другие передачи.
Принцип действия редуктора очень прост. Изменение крутящего момента происходит за счет использования колес разного диаметра. Например, если ведущая шестерня имеет малый диаметр, а ведомая — большой, то в результате ведомый вал вращается с меньшей скоростью, что приводит и к увеличению крутящего момента. А изменение направления передачи момента осуществляется с помощью конических зубчатых или гипоидных передач — в этих передачах ведущий и ведомый валы могут располагаться перпендикулярно или под любым углом друг к другу.
Одна из основных характеристик редуктора — передаточное число. Оно указывает на отношение угловой скорости или частоты вращения ведущего элемента к угловой скорости или частоте вращения ведомого элемента. Однако на практике передаточное число считается несколько иначе и зависит от типа редуктора. Например, в редукторах ведущих мостов передаточное число — это отношение числа зубьев шестерен, вне зависимости от того, какая из них ведущая, а какая ведомая. В рулевых редукторах используется такая характеристика, как отношение угла поворота руля к углу поворота колес.
Типы редукторов, используемых в автомобилях
В автомобилях применяется несколько типов редукторов, решающих разные задачи. Практически в любом легковом и грузовом автомобиле можно найти как минимум два типа редукторов:
- Редуктор ведущего моста;
- Рулевой редуктор.
Также в грузовых автомобилях, тракторах и другой тяжелой технике очень часто используются бортовые (или колесные) редукторы. О каждом из типов редукторов нужно сказать особо.
Редуктор ведущего моста. Этот редуктор необходим для передачи и изменения крутящего момента от коробки передач (через карданный вал) на колеса. Одновременно ведущий мост обеспечивает вращение колес с разной скоростью на поворотах, на неровной или скользкой дороге и в других случаях — это достигается применением дифференциала на основе планетарного механизма.
Бортовые (колесные) редукторы. Этот редуктор устанавливается у каждого колеса, он преобразует крутящий момент от редуктора ведущего моста и передает его непосредственно колесу. Такое решение несколько усложняет конструкцию автомобиля (так как в этом случае на одной оси установлено сразу три редуктора — центральный и два бортовых), однако оно имеет несколько преимуществ:
- Увеличивается дорожный просвет за счет уменьшения габаритов центрального редуктора;
- В разных автомобилях можно использовать один типовой центральный редуктор или даже весь ведущий мост, а необходимый крутящий момент достигается за счет применения разных бортовых редукторов;
- Повышается надежность ведущего моста, так как производится двухступенчатое преобразование крутящего момента, что снижает нагрузки на центральный редуктор.
Рулевой редуктор. Этот редуктор решает две задачи: повышает крутящий момент, значительно облегчая управление автомобилем, и преобразует вращательное движение руля в поступательное движение рулевых тяг. Наиболее часто используются редукторы с червячной передачей и зубчатой рейкой.
Формально, редуктором также является коробка передач и все ременные (или цепные) приводы вала ГРМ, генератора, насосов и т.д. Однако редукторами в автомобилях традиционно принято называть именно те механизмы, которые описаны выше.
