Задний мост

Задний мост авто – это один из основных агрегатов автомобиля с задним приводом, соединяет задние колеса одной оси между собой, а так же передает крутящий момент от двигателя через карданный вал к ведущим колесам и при помощи дифференциала позволяет вращаться колесам автомобиля с разной угловой скоростью. Кроме этого служит опорой задней части и крепиться к раме или кузову посредством задней подвески.

Схема заднего моста

Как уже разобрались из самого определения термина, задний мост состоит из:

• Штампованный кожух (корпус);
• Две полуоси;
• Центральный редуктор;
• Дифференциал;
• Две колесные передачи, передающих крутящий момент;
• Карданный вал;
• Редуктор заднего моста, состоящий зачастую, из пары узлов – главной передачи и дифференциала.

Строение заднего моста: 19 – подшипник дифференциала; 18 – сапун; 17 – корпус дифференциала; 16 – ведомая шестерня главной передачи; 15 – сателлит; 14 – полуосевая шестерня; 13 – болты крепления редуктора к картеру заднего моста; 12 – подшипники ведущей шестерни; 11 – манжета фланца ведущей шестерни; 10 – фланец; 9 – гайка ведущей шестерни; 8 – кольцо грязеотражательное; 7 – распорная втулка; 6 – регулировочная прокладка (кольцо); 5 – ведущая шестерня главной передачи; 4 – ось сателлитов; 3 – корпус (картер) редуктора; 1 – балка заднего моста; 2 – полуось.

Главная передача является механизмом, благодаря которому возможно повышение передаточного числа трансмиссии авто. Условно, её можно разделить на:

Кроме того, одинарные можно разделить на несколько видов:

• Цилиндрические, обладающие максимальным КПД;
• Конические, шестерни которой перпендикулярны друг другу, что приводит к большим объемам. Данный вид одинарной передачи обладает довольно высоким КПД;
• Червячные, компактные и практически бесшумные, обладают низким КПД;
• Гипоидные, достаточно легкие и негабаритные, обладают самым оптимальным КПД.

Дифференциалом называют механизм распределения крутящего момента между мостами и ведущими колесами автомобиля. Этот механизм значительно помогает при скольжении и буксировании, предоставляя различную скорость вращения колес.

Несколько признаков поломки частей заднего моста и их устранение

1. Одной из самых распространенных неприятностей смело можно назвать поломку подшипников.
2. Другой причиной может стать затупление зубцов шестерен, которых в мосте заднем огромнейшее количество.
3. Свист вместо стуков же означает недостаточную смазку, поскольку со временем смазочный материал имеет свойство твердеть, перемешиваясь с грязью, болотом и дорожной пылью, поэтому очень важно периодически удалять старую и наносить новую смазку.
4. Особенно громкий шум, а также перегрев заднего моста может свидетельствовать о нехватке масла в кратере, или же о его низком качестве. Поэтому, при подобных признаках, в первую очередь необходимо произвести проверку качества и количества масла.
5. Проблема же с износом шестерен может стать основной причиной обращения в автомобильный сервис или к специалистам СТО, поскольку задний мост – деталь, требующая обслуживания профессионалами.
6. Кроме того, можно выделить такую проблему, как гул в элементах заднего моста, что является признаком плохо затянутых гаек или фланцев шестерен. Кроме того, гул может означать неправильную регулировку зазоров подшипников ведущей шестерни или дифференциала. В таком случае необходимо прежде всего определить, какой из болтов плохо затянут и с помощью обычного гаечного ключа самостоятельно устранить проблему.

Для продления строка службы требуется должное техобслуживание узлов заднего моста, а именно дифференциала, главной передачи и полуосей.

Обслуживание заднего моста:

1. Проверять наличие масляных потеков перед выездом автомобиля.

Подшипники и зубья дифференциала наиболее подвержены повреждениям и требуют должного контроля.

Основные неисправности заднего моста и его дифференциала — это серьезные механические дефекты деталей. Полностью разбирать задний мост, снимать кардан, полуоси, отремонтировать, и установить все на место в обратном порядке не каждый сможет. Поэтому если это не замена масла в заднем мосту автомобиля, то лучше обращаться в автосервис или к мастерам имеющим должный опыт в ремонте автомобиля.

Подпишись на наш канал в Я ндекс.Дзене

Еще больше полезных советов в удобном формате

Задняя ось авто — теория и расчет

Выбор подвески для задней оси усложнен вследствие значительно большего диапазона изменения нагрузки на ось при двух весовых состояниях G_h2 (два человека) и G_h5 (допустимая нагрузка на заднюю ось). Масса водителя и пассажира на переднем сиденье распределяется между передней и задней осями примерно поровну. Но если пассажиры займут заднее сиденье, то примерно 75 % их массы придется на заднюю ось. У автомобилей с классической компоновкой и передними ведущими колесами багажник расположен сзади. При его заполнении нагрузка на заднюю ось увеличивается примерно на 110 % массы груза в багажнике. У моделей с задним расположением двигателя багажник располагается впереди и потому соотношение обратное.

Если при полной загрузке автомобиля нагрузка на переднюю ось возрастает лишь на 10 %, то для задней оси увеличение нагрузки составляет 40 . 100 %, что соответствует изменению нагрузки ΔG_h ≈ 2300 Н. Для приведенной к оси средней жесткости подвески c_2hA = 32 Н/мм изменение нагрузки в 2300 Н вызовет относительное перемещение колеса в подвеске на Δf_2h = 72 мм. Эта величина должна быть учтена в общем ходе f_gh подвески. Если ход подвески является существенно большим, то для повышения комфортабельности следует стремиться к меньшей жесткости c_2h и более низкой частоте колебаний n_IIh.

На рисунке 1 показана созданная с учетом этого подвеска модели «Renault-6», а на рисунке 2 —установленная на автомобиль подвеска на продольных рычагах. Жесткость подвески составляет c_2h = 13 Н/мм на каждое колесо или соответственно 26 Н/мм на всю ось. Общий ход подвески f_gh = 287 мм. Поэтому в среднем положении (нагрузка два человека) ход отбоя подвески f_2h = 143 мм. При полной нагрузке ход сжатия подвески f_1h = 62 мм. Полученное по характеристике упругости изменение нагрузки

дает расчетную величину хода подвески вверх

которая соответствует полученному по характеристике перемещению 82 мм.

Рисунок 1 — Мягкая задняя подвеска модели «Renault-6» с линейной характеристикой и очень большим общим ходом 287 мм. Жесткость подвески c_2hА — 26 Н/мм, c_2h = 13 Н/мм. Частота колебаний n_IIgem = 84 мин -1 , n_IIerr = 78 мин -1 . Установлены ограничители ходов сжатия и отбоя в амортизаторе

А — допустимая нагрузка на ось, 6,4 кН; Б — без нагрузки, 3,58 кН; В — два человека, 4,28 кН; Г — четыре человека, 5,41 кН; Д — пять человек, 5,98 кН; E — пять человек плюс багаж, 6,5 кН

Рисунок 2 — Задняя ось модели «Renault-6», подвешенная на продольных рычагах. На рисунке не показан стабилизатор, закрепленный на рычагах

Плавное увеличение крутизны характеристики упругости в конце хода сжатия позволяет заметить, что ограничитель хода, установленный на амортизаторе, включается в работу только после достижения допустимой нагрузки на ось и действует на последних 60 мм хода. Для обеспечения сопоставимости с другими моделями легковых автомобилей в процессе определения распределения нагрузки между осями с помощью взвешивания багаж укладывали в середине багажника. Имело место превышение допустимой осевой нагрузки на 100 Н (6500 Н вместо 6400 Н). Однако в связи с тем, что на модели «Renault-6» применена идущая до пола высокая задняя дверь, перемещение груза вперед не вызывает трудностей. На рисунке 3 приведена полученная экспериментально характеристика упругости подвески этого автомобиля с весьма узкой петлей гистерезиса, с очень малой силой сухого трения (сила сухого трения определяется по расстоянию по вертикали от средней линии до нагрузочной или разгрузочной ветви характеристики) 110 Н при общем ходе подвески 228 мм.

Рисунок 3 — Гистерезис задней подвески модели «Renault-6». Исключительно низкой является ширина петли гистерезиса подвески, равная 220 Н

Для крепления продольных рычагов требуется лишь по две резиновых втулки. С одной стороны, это является их достоинством, а с другой, отрицательно влияет на частоту колебаний. Как показано на рисунке 1, расчетная частота колебаний составляет n_IIerr = 78 мин -1 . Частота колебаний, полученная путем замера, превышает эту величину на 8 % и составляет n_IIgem = 84 мин -1 .

В связи с необходимостью иметь пространство для хода сжатия подвески при неразрезной оси обеспечение большого хода подвески сопряжено с дополнительными затратами. В таких случаях рекомендуется использовать пружины с прогрессивной характеристикой.

На рисунке 4 приведена полученная экспериментально характеристика упругости подвески модели «Opel Manta». Достоинством установленных на этой модели винтовых пружин из прошлифованного на конус прутка является то, что ограничитель хода сжатия может включаться лишь на последних 18 мм хода подвески и потому может иметь небольшую толщину.

ΔG = G_h6 — G_h2 = 7300 — 5140 = 2160 Н

приводит к указанной на рисунке относительно небольшой величине хода сжатия Δf_1h = 48 мм. Из-за незначительного опускания задней части кузова практически не меняется направленность света фар. При достаточной величине хода отбоя f_2h = 93 мм, ход сжатия подвески f_1h = 46 мм, который имеет место для полностью загруженного автомобиля и при нагрузке на заднюю ось 7300 Н, несколько мал.

Рисунок 4 — Прогрессивная характеристика задней подвески модели «Opel Manta». Жесткость подвески: c_2hA = 38,4 Н/мм. c_2h = 19,2 Н/мм. Частота колебаний: n_IIgem = 90 мин -1 , n_IIerr = 91 мин -1

А — ограничитель хода сжатия включается в работу при 9,3 кН; Б — допустимая нагрузка на ось 7,3 кН; В — автомобиль в снаряженном состоянии, 4,5 кН; Г — два человека в салоне, 5,14 кН; Д — четыре человека в салоне, 6,25 кН; Е — пять человек в салоне, 6,8 кН

Вторым достоинством пружин с прогрессивной характеристикой является то, что частота колебаний n_IIh [мин -1 ] незначительно изменяется при изменении нагрузки, что делает поездку в автомобиле более комфортабельной. Она определяется с помощью уравнения:

При увеличении нагрузки на ось увеличивается и жесткость пружины, в то время как n_IIh и c_2h / m_2h должны остаться постоянными. На рисунке 5 приведена рассчитанная по нескольким точкам зависимость жесткости c_2h подвески одного колеса автомобиля «Opel Manta» от нагрузки на заднюю ось. На этом же рисунке представлена и определяемая по приведенному выше уравнению частота n_IIh колебаний кузова.

Рисунок 5 — Изменение жесткости подвески c_2h и частоты колебании кузова n_IIh в зависимости от нагрузки на заднюю ось G_h, полученное расчетным путем для прогрессивной подвески модели «Opel Manta»

А — два человека в салоне, 5,14 кН; Б — четыре человека в салоне, 6,25 кН; В — допустимая нагрузка на ось 7,3 кН

Для сравнения на рисунке 6 приведены те же кривые для подвески автомобиля «Renault-6», имеющей линейную характеристику. Аналогичная прогрессивная характеристика может быть получена с помощью дополнительных упругих элементов или при торсионной подвеске благодаря использованию более коротких рычагов.

Рисунок 6 — Изменение жесткости подвески в расчете на одно колесо c_2h, и частоты колебаний кузова n_II в зависимости от нагрузки на заднюю ось G_h, рассчитанные для модели «Renault-6»:

А — два человека в салоне, 4,28 кН; Б — четыре человека в салоне, 5,41 кН; В — допустимая нагрузка на ось 6,4 кН

Почти такую же величину общего хода подвески, как и модель «Opel Manta», имеет значительно более легкий автомобиль «AUTOBIANCHI А-112». Если в салоне этого автомобиля находятся всего два человека, то в связи с небольшой нагрузкой на заднюю ось G_h2 = 3210 Н и малой жесткостью подвески c_2h = 14 Н/мм частота колебаний кузова будет выше и равна n_IIh = 94 мин -1 . Величина хода отбоя f_2h = 79 мм при указанном значении G_h2 вполне достаточная. Однако слишком малой является величина хода сжатия при полном использовании допустимой нагрузки на ось G_h6 = 6200 Н. Необходимая прогрессивность характеристики упругости подвески обеспечивается ограничителем хода сжатия, который включается при нагрузке, равной 5250 Н, и действует на ходе колеса 45 мм. Изменение нагрузки

При известной жесткости c_2hA = 28 Н/мм расчетным путем можно определить величину изменения хода подвески Δf_Ih = 107 мм. По результатам испытаний эта величина оказалась равной всего 85 мм, что объясняется несколько более ранним включением в работу ограничителя хода сжатия. В конструкции подвески «Макферсон», используемой для задней оси модели А-112, ограничитель хода сжатия подвески расположен над нижним рычагом.

Для сравнения, а также чтобы дать исходные материалы для проектирования подвески, в таблице 1 и таблице 2 приведены данные жесткости подвески в расчете на одно колесо c_2v, частоты собственных колебаний n_IIerr при двух человеках в салоне, каждый массой по 65 кг, что соответствует среднему положению, общему ходу подвески f_gv ходу отбоя от положения без нагрузки до конца f_RA и до среднего положения Δf_2v, и от среднего положения до конца f_2v, ходу сжатия от нулевого положения до конца f_1v, разности в ходах сжатия между средним положением и положением при допустимой нагрузке Δf_1v и ходу сжатия от положения при допустимой нагрузке на оси до конца f_RE для ряда известных моделей.

При разработке конструкции задней подвески следует учитывать вариант загрузки «с водителем и почти пустым топливным баком». При этом дополнительно в качестве Δf_2v появится разность между исходным положением, соответствующим нагрузке, когда в салоне находятся два человека, и этим нижним пределом. Остаточный ход подвески f_RE от положения при допустимой нагрузке на ось до полностью сжатого упора не должен быть меньше 50 мм. Меньше этой величины не должен быть и ход отбоя f_RA в задней подвеске переднеприводных моделей и моделей с классической компоновкой. У моделей с задним расположением двигателя топливный бак, как правило, располагается впереди. Следует поэтому позаботиться об остаточной величине хода подвески. У автомобиля модели «Volkswagen 1303 LS» характеристики подвески указаны при отрицательном плече обкатки.

В таблице 3 приведены соответствующие значения нагрузки на ось и их изменения, G_сн — вес в снаряженном состоянии; G_пг — полезная грузоподъемность; G_рпв — разрешенный полный вес.

При проектировании задней подвески необходимо учитывать следующее.

1. Жесткость подвески c_2h, приведенная к колесу, рассчитывается как функция частоты колебаний независимо от того, является характеристика упругости подвески линейной или прогрессивной. Величина n_IIh при нагрузке на ось G_h2 (два человека в салоне) должна по возможности находиться в пределах между 70 и 80 мин -1 и во всяком случае не превосходить 90 мин -1 . Чтобы исключить преждевременный пробой подвески и неоправданно высокую нагрузку на ограничитель хода сжатия при полностью загруженном автомобиле, нижним пределом следует считать n_IIh = 65 мин -1 .

2. Ход отбоя. При определении величины хода отбоя следует предусмотреть ход не менее 50 мм для случая, когда расположенный в заднем свесе или над осью топливный бак почти пуст, а в салоне находится только водитель. Эта разгрузка автомобиля (по сравнению с исходным положением при G_h2) в среднем приводит к подъему кузова на величину Δf₂ ≈ 20 мм, т.е. почти на ту же величину, что и до положения, соответствующего «снаряженному автомобилю». Таким образом, для положения, когда в салоне находятся 2 человека, следует предусматривать величину хода отбоя f_2h ≥ 70 мм.

3. Ход сжатия. При полной нагрузке, т.е. в том случае, когда фактическая нагрузка на ось равняется допустимой, величина хода сжатия подвески должна быть не менее 50 мм. Учитывая, что среднее изменение высоты кузова Δf₁ при изменении нагрузки от исходного положения до полной нагрузки составляет от 60 до 80 мм, полный ход подвески должен быть f_gh = 190 мм. Уменьшение этой величины может быть осуществлено только за счет следующих мер:

• прогрессивная характеристика упругости подвески;
• повышение жесткости при линейной характеристике;
• уменьшение хода сжатия подвески до величины меньшей, чем f_RE = 50 мм.

Однако последняя мера может значительно ухудшить устойчивость автомобиля при выполнении поворота. С наружной стороны происходит увеличение нагрузки, равное уменьшению ее с внутренней стороны, поскольку в целом нагрузка на ось при этом не меняется. В этом случае недостаточный при полной нагрузке ход сжатия (рисунок 7) за счет резкого возрастания жесткости подвески приводит к тому, что с внутренней стороны кузов поднимается значительно больше, чем с наружной (рисунок 8). Из-за этого центр тяжести кузова поднимается вверх на величину Δh_w которая будет тем больше, чем быстрее движется автомобиль при повороте. Увеличиваются угол крена и перераспределение нагрузки между колесами, а также наклон шин. В результате автомобиль раньше теряет устойчивость.

Рисунок 7 — Характеристика задней подвески модели «Autobianchi А-112». Ход сжатия f_h = 28 мм при использовании допустимой нагрузки на ось является слишком малым. Жесткость подвески c_2hA = 28 Н/мм, c_2h = 14 Н/мм. Частота колебаний n_IIerr = 94 мин -1

А — допустимая нагрузка на ось, 6,2 кН; Б — ограничитель хода сжатия, 5,25 кН; В — автомобиль в снаряженном состоянии, 2,59 кН, Г — два человека в салоне, 3,21 кН; Д — четыре человека в салоне, 4,3 кН; Е — то же, плюс багаж, 5,53 кН

Рисунок 8 — Если остаточная величина хода сжатия подвески мала, то внешняя по отношению к центру поворота сторона кузова опускается на повороте меньше, чем поднимается внутренняя его сторона. В результате центр тяжести кузова перемещается из точки W в точку W’, поднимаясь на величину Δh

Если, например, для модели «Autobianchi A-112» (см. рисунок 7) при полном использовании допустимой нагрузки на заднюю ось, равной 6200 Н, изменение нагрузки на колеса составит ±ΔN_h = 2000 Н, то остаточная величина хода сжатия f_h = 19 мм, а хода отбоя f_h = 50 мм. Кузов поднимается на величину

Центр тяжести перемещается вверх на величину, несколько превышающую половину этого расстояния (т.е. около Δh = 8,5 мм). При этом варианте загрузки автомобиля центр тяжести располагается за серединой автомобиля.

В некоторых случаях величина хода сжатия подвески должна быть ограничена, чтобы избежать касания дороги кузовом или глушителем. Меньше проблем связано с обеспечением достаточного хода отбоя. Здесь ограничивающими факторами являются допустимые углы в шарнирах карданного вала и полуосей, а также углы, которые допускают шарниры рычагов.