Какой редуктор лучше на классику ваз 2107 2105 2106 2103 2101

Как рассчитать передаточное число

Шестерня и колесо имеют разное количество зубов с одинаковым модулем и пропорциональный размер диаметров. Передаточное число показывает, сколько оборотов совершит ведущая деталь, чтобы провернуть ведомую на полный круг. Зубчатые передачи имеют жесткое соединение. Передающееся количество оборотов в них не меняется. Это негативно сказывается на работе узла в условиях перегрузок и запыленности. Зубец не может проскользнуть, как ремень по шкиву и ломается.

Расчет без учета сопротивления

В расчете передаточного числа шестерен используют количество зубьев на каждой детали или их радиусы.

u₁₂ = ± Z₂/Z₁ и u₂₁ = ± Z₁/Z₂,

Где u₁₂ – передаточное число шестерни и колеса;

Z₂ и Z₁ – соответственно количество зубьев ведомого колеса и ведущей шестерни.

Знак «+» ставится, если направление вращения не меняется. Это относится к планетарным редукторам и зубчатым передачам с нарезкой зубцов по внутреннему диаметру колеса. При наличии паразиток – промежуточных деталей, располагающихся между ведущей шестерней и зубчатым венцом, направление вращения изменяется, как и при наружном соединении. В этих случаях в формуле ставится «–».

При наружном соединении двух деталей посредством расположенной между ними паразитки, передаточное число вычисляется как соотношение количества зубьев колеса и шестерни со знаком «+». Паразитка в расчетах не участвует, только меняет направление, и соответственно знак перед формулой.

Обычно положительным считается направление движения по часовой стрелке. Знак играет большую роль при расчетах многоступенчатых редукторов. Определяется передаточное число каждой передачи отдельно по порядку расположения их в кинематической цепи. Знак сразу показывает направление вращения выходного вала и рабочего узла, без дополнительного составления схем.

Вычисление передаточного числа редуктора с несколькими зацеплениями – многоступенчатого, определяется как произведение передаточных чисел и вычисляется по формуле:

u₁₆ = u₁₂×u₂₃×u₄₅×u₅₆ = z₂/z₁×z₃/z₂×z₅/z₄×z₆/z₅ = z₃/z₁×z₆/z₄

Зубчатое зацепление жесткое. Детали не могут проскальзывать относительно друг друга, как в ременной передаче и менять соотношение количества вращений. Поэтому на выходе обороты не изменяются, не зависят от перегруза. Верным получается расчет скорости угловой и количества оборотов.

КПД зубчатой передачи

Для реального расчета передаточного отношения, следует учитывать дополнительные факторы. Формула действительна для угловой скорости, что касается момента силы и мощности, то они в реальном редукторе значительно меньше. Их величину уменьшает сопротивление передаточных моментов:

• трение соприкасаемых поверхностей;
• изгиб и скручивание деталей под воздействием силы и сопротивление деформации;
• потери на шпонках и шлицах;
• трение в подшипниках.

Для каждого вида соединения, подшипника и узла имеются свои корректирующие коэффициенты. Они включаются в формулу. Конструктора не делают расчеты по изгибу каждой шпонки и подшипника. В справочнике имеются все необходимые коэффициенты. При необходимости их можно рассчитать. Формулы простотой не отличаются. В них используются элементы высшей математики. В основе расчетов способность и свойства хромоникелевых сталей, их пластичность, сопротивление на растяжение, изгиб, излом и другие параметры, включая размеры детали.

Что касается подшипников, то в техническом справочнике, по которому их выбирают, указаны все данные для расчета их рабочего состояния.

При расчете мощности, основным из показателей зубчатых зацепления является пятно контакта, оно указывается в процентах и его размер имеет большое значение. Идеальную форму и касание по всей эвольвенте могут иметь только нарисованные зубья. На практике они изготавливаются с погрешностью в несколько сотых долей мм. Во время работы  узла под нагрузкой на эвольвенте появляются пятна в местах воздействия деталей друг на друга. Чем больше площадь на поверхности зуба они занимают, тем лучше передается усилие при вращении.

Все коэффициенты объединяются вместе, и в результате получается значение КПД редуктора. Коэффициент полезного действия выражается в процентах. Он определяется соотношением мощности на входном и выходном валах. Чем больше зацеплений, соединений и подшипников, тем меньше КПД.

Признаки неполадок редуктора

Задний редуктор относится к надёжным механизмам классических «Жигулей» и поломки с ним случаются нечасто. Однако, как и у любого другого агрегата, у него могут быть свои неисправности, которые определяются по характерным признакам. На них стоит остановиться более подробно.

Шум при ускорении

Если во время разгона наблюдается посторонний звук из места установки редуктора, то к его возникновению могут привести:

• выработка или неверная регулировка подшипников дифференциала. Потребуется демонтаж, разборка и диагностика деталей с последующей регулировкой;
• неправильное зацепление зубьев шестерён главной пары. Устраняется правильной регулировкой;
• недостаток смазки в редукторе. Нехватка масла в картере восстанавливается, после чего проверяется, нет ли подтекания в местах установки уплотнительных элементов.

Шум при ускорении и торможении мотором

При проявлении шума как во время разгона, так и при торможении силовым агрегатом, причин может быть не так уж много:

• выработка либо поломка подшипников конической шестерни главной пары. Устраняется путём замены вышедших из строя элементов;
• неправильная регулировка зазора между коничкой и планетаркой. Механизм нуждается в диагностике и замене повреждённых деталей, а также в установке требуемого зазора между зубьями шестерён.

Видео: как определить источник шума в заднем мосту

Стук, хруст при движении

Если редуктор начал издавать нехарактерные для его нормальной работы звуки, то точно диагностировать поломку можно будет только после разборки узла. Наиболее вероятными причинами появления хруста либо стука могут быть:

• поломка зуба на шестернях главной пары;
• большой износ главной пары;
• неполадки либо неправильная регулировка подшипников конической шестерни.

Шумы при повороте

Шумы в редукторе также возможны при повороте автомобиля. Основными причинами такого явления могут быть:

• тугое вращение сателлитов либо появление на их поверхности задиров. Устраняется заменой повреждённых деталей либо обработкой шероховатостей наждачной бумагой. Если дефект удалить не получается, вышедшие из строя детали подлежат замене;
• заедание полуосевых шестерён. Если шестерни имеют едва заметные повреждения, производят их зачистку наждачной бумагой. Элементы со следами большого износа заменяют новыми;
• неверно выставлен зазор между шестернями дифференциала. Необходимо установить правильный зазор между шестернями;
• неисправность полуосевых подшипников. Шарикоподшипники нужно заменить на новые.

Стук в начале движения

Появлению стука в заднем редукторе ВАЗ 2106 в начале движения могут сопутствовать:

• большой зазор между шлицами вала конической шестерни и фланца. Необходимо осмотреть состояние обеих деталей. При обнаружении значительной выработки на шлицах, элементы подвергают замене;
• увеличенный зазор между зубьями шестерён главной пары. Проблема «лечится» регулировкой зазора;
• большая выработка посадочного места под ось сателлитов в коробке дифференциала. Коробка нуждается в замене;
• ослаб крепёж реактивных тяг задней балки. Необходимо осмотреть и подтянуть крепление.

Заклинило редуктор

Иногда РЗМ может заклинить, т. е. крутящий момент на ведущие колёса передаваться не будет. Причины, которые могут привести к такой неисправности, сводятся к следующему:

• отсутствие смазки в механизме, которая могла вытечь по причине негерметичности узла;
• поломка сателлитов;
• повреждение подшипника на конической шестерне главной пары.

Отсутствие смазки в редукторе приводит к повышенной выработке и заклиниванию механизма

Подтекание масла можно определить не прибегая к разборке редуктора, но выявить остальные неисправности без этой процедуры не удастся. Если после разборки на шестернях будут обнаружены задиры, поломанные зубья либо видимые повреждения подшипника, то детали нуждаются замене.

Течь масла

Утечка смазки из редуктора «шестёрки» возможна по двум причинам:

• выход из строя сальника хвостовика;
• повреждение прокладки между редуктором и чулком заднего моста.

Чтобы точно определить, откуда подтекает масло, необходимо вытереть смазку ветошью и через некоторое время осмотреть редуктор: место утечки будет заметно. После этого можно будет предпринимать дальнейшие действия — снимать полностью редуктор для замены прокладки либо демонтировать только кардан и фланец для замены манжетного уплотнения.

О появлении течи масла свидетельствует мокрый редуктор в нижней части

Особенности использования редукторов на заднеприводных автомобилях

Автомобили с приводом на задние колеса, как уже отмечалось, оснащаются редукторами с различными передаточными числами. Конфигурацию трансмиссии современных автомобилей предугадать затруднительно.

Так, например, в годы выпуска автомобиля ВАЗ 2102* можно было с уверенностью сказать, что там установлен редуктор с передаточным числом 4.44. Современное поколение «двоек» — ВАЗ 2104* — оснащается, как правило, редуктором с диаметрально противоположными параметрами — ВАЗ 2106, 3.9. Это очень необычно для грузопассажирского автомобиля, но производитель руководствуется своими соображениями.Также обстоят дела и с комплектацией других моделей классических «Жигулей». В этом вопросе, судя по опыту, есть определенные закономерности, но нет жестких правил. Поэтому в общем виде можно предположить, что на «классике» может стоять редуктор какой угодно.

Чтобы не ошибиться, следует соблюдать главное условие замены неисправного агрегата на исправный: какую модель редуктора сняли, такую и следует установить.

При замене одного редуктора на другой, с иным передаточным числом, изменяются не только динамические характеристики автомобиля, но и показания спидометра и одометра.

Пример: если стоял штатный редуктор 2102 (4.44), а вместо него установили 2106 (3.9), показания спидометра и одометра необходимо умножать на 1.14, т.е. автомобиль станет на 14% «слабее», но «скоростнее» на те же 14%.

«Слабее» означает, что эффективный крутящий момент двигателя (в рассмотренном в данном примере случае) снизится на 14%. Внешне это проявляется в снижении «приемистости» автомобиля, ухудшении динамики разгона.

Термин «скоростнее» удобнее пояснить на образном примере: если автомобилю с редуктором 4.44 для развития скорости 120 км /час на прямой (четвертой) передаче требуется «раскручивать» двигатель до 4400 об/мин. коленвала, то с редуктором 3.9 для той же скорости потребуется всего лишь 3900 об/мин… Но чтобы достичь 3900 об/мин., двигателю с объемом 1200 см3 может не хватить крутящего момента или, попросту говоря, силы. Таким образом, термин «скоростнее» в данном контексте употребляется в следующем смысле: при тех же оборотах двигателя, редуктор с меньшим передаточным числом позволяет автомобилю двигаться с более высокой скоростью. Однако следует помнить о том, что редуктор с меньшим передаточным числом требует пропорционального увеличения мощности двигателя.

Для того, чтобы показания спидометра и одометра соответствовали фактическим значениям на коробке переключения передач должен стоять привод спидометра, соответствующий передаточному числу установленного редуктора заднего моста.

Предостережение!

Привод спидометра нельзя заменить один на другой путем простой перестановки, так как необходимо заменить и следующую шестерню (каталожный номер 210*—170 21 5, соответствующую данному приводу, на вторичном валу КПП.

Казалось бы, на классике и улучшить здесь ничего не получится. Однако есть 3 варианта коробок и 4 редукторов заднего моста. Коробки бывают 2101, 2105, 2106. Передачи (1я,2я,3я) в 2101 короче, чем в 2105, в 2106 — длиннее. Редукторы бывают с передаточным числом 3.9, 4.1, 4.3, 4.44.

Способы определения

Существует несколько способов, как определить передаточное число редуктора:

• теоретический;
• практический;
• расчетный.

Первый, наиболее простой, способ – теоретический. Обычно, для того, чтобы узнать необходимую информацию, нужно просто заглянуть в инструкцию автомобиля, где указаны подробные таблицы. Большинство авто содержат такую информацию в Vin-номере, где она зашифрована, но ее легко узнать. Автомобили российского производства обычно имеют стандартный набор типовых моделей редукторов. Это значительно облегчает процесс замены.

Другое дела, когда необходимо заменить только отдельную часть узла. Обычно, когда автомобиль сменил нескольких владельцев, неизвестно сколько раз редуктор заменялся и какая модель установлена в данный момент. Сделать это часто достаточно легко, так как необходимую информацию стараются нанести на места, наиболее удобные для просмотра.

Практический способ определения передаточного числа редуктора более сложный и требует прямого вмешательства в механизм автомобиля. Разберем подробную пошаговую инструкцию:

1. Первое, что нужно сделать, это узнать какая модель установлена на вашем автомобиле. Существует несколько типов, которые отличаются в зависимости от типа передачи зацепления, бывают зубчатые, цепные, винтовые, гипоидные, волновые и фракционные. Передаточное число в любом случае считается как отношение скорости вращения ведомого и ведущего вала. Если вышеуказанные данные известны, придется прибегнуть к разбору узла.
2. Нужно отсоединить редуктор от корпуса и сопутствующих узлов и открыть крышку, чтобы иметь обзор конструктивных элементов. С помощью таких манипуляций можно точно узнать, от какого элемента редуктора стоит отталкиваться при расчете.
3. Затем провести расчет передаточного числа исходя из типа узла. Если передача зубчатая, то провести расчет довольно легко, в таком случае расчетный показатель равняется отношению количества зубьев ведомой шестерни к зубьяv ведущей. Нужно просто посчитать указанные параметры.
4. Если передача ременная, подсчет происходит путем соотношения диаметра ведущего шкива к ведомому, или наоборот. Расчет всегда проводиться от большего числа. При цепной передачи, нужно посчитать количество зубьев ведущей и ведомой звезды, и просчитать соотношение большей к меньшей. При червячной передаче, считается количество заходов на червяке и зубья на червячном колесе, после чего рассчитывается отношение второго полученного числа к первому.

Для этого нужно использовать специальный измерительный прибор – тахометр, с помощью которого измеряется скорость вращения приводного вала двигателя и вала, приводящего в движение колеса. Соотношение первого показателя к второму поможет точно определить передаточное число.

Можно делать это проще, посчитав крутящий момент редуктора с помощью вращения колеса. Ведущую ось нужно приподнять на опорах. Фиксируется изначальное положение колеса и ведущего вала, сделать это можно с помощью простых меток. Затем стоит вращать колеса, пока метки не совпадут и подсчитать отдельно количество оборотов вала и колеса. Для этих целей рационально воспользоваться чьей-либо помощью.

После сбора всей необходимой информации нужно поделить число оборотов ведущего вала на количество вращений колеса. Чтобы получить точный результат, нужно внимательно отнестись к каждому этапу процедуры, так как даже малейшая неточность в измерении может критично повлиять на конечный результат.

Передаточное число [I]

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

I = N1/N2

где N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе; N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.

Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.

Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

ВАЖНО! Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин

Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Типы редукторов

Все виды устроены по схожему принципу, разница заключается только в типе зубчатой передачи. Чаще всего встречаются цилиндрические, конические, глобоидные, комбинированные, червячные и планетарные, но последнее время конструкторы прибегают к комбинированным конструкциям, что позволяет совместить преимущества нескольких типов.

Конструкция разных типов позволяют передавать усилие между узлами, которые располагаются в различных площадях, будут они перпендикулярные (конический редуктор), параллельные (цилиндрический) или пересекающиеся валы (червячные).

Диапазон передаточного числа может разнится от в несколько единиц до нескольких тысяч, что зависит от количества ступеней. Сейчас наиболее распространены механизмы, при изготовлении которых используются нескольких ступеней. Это позволяет комбинировать несколько типов передач и добиться максимально эффективной работы. Рассмотрим основные типы.

Цилиндрический редуктор

Довольно популярные при разработке и производстве машин различного назначения. Эффективно выполняют свои функции при работе с мощными установками, при этом показывают высокий КПД, превышающий 90 %. Чаще всего используется при работе параллельных и сносных валов. Может применяться с различным количеством ступеней, от которых зависит передаточное число, оно может колебаться от 1,5 до 400.

Червячный редуктор

Имеют довольно простую конструкцию, из-за чего обрели широкую популярность. Одним из плюсов также является низкая стоимость в сравнении с аналогами. Количество ступеней обычно ограничивается одной или двумя. При этом диапазон передаточного числа червячного редуктора может находиться в диапазоне от 5 до 10000, которую можно рассчитать по специальной формуле. Недостатком этого типа является низкий КПД и ограниченные мощности силовых установок, с которыми он работает. Состоит из зубчатого колеса и цилиндрического, реже глобоидного, червяка в виде винта.

Планетарный редуктор

Особый тип, который выгодно отличается от аналогов, имея ряд преимуществ. Благодаря чему получил широкое распространение в тяжелом машиностроении. Конструкция этой модели позволяет добиться высокого передаточного числа при работе с мощнейшими силовыми установками. При этом его размеры могут быть значительно меньшими, чем габариты аналогов. Механизм назван планетарным, из-за специфического расположения конструкционных элементов, к которым относятся: сателлиты, водило, солнечная и кольцевая шестерни.

Передача усилия происходит через вал на солнечную шестерню, которая находится в зацепе со всеми сателлитами. В это время кольцевая шестерня находится в статичном положении. Модель отличается высоким КПД, и работой в диапазоне передаточного числа от 6 до 450.

Выбор типа узла всегда основывается на конструкционных требованиях к механизму, при этом выбором модели должен заниматься квалифицированный конструктор. Первое что нужно определить — какой тип передачи нужен, оптимальный размер механизма, рассчитать осевые нагрузи на валах и температурный режим работы.

От количества ступеней выбранного механизма напрямую зависит передаточное отношение. Одноступенчатые применяются для выполнения простых функций, обычно это червячный тип. Сейчас чаще можно встретить комбинированные типы передач, что позволяет значительно расширить функционал узла.

В качестве входных и выходных валов применяются стандартные прямые валы, изготовлены в форме тел вращения. От их качества напрямую зависит качество работы всего механизма, так как на них действуют множество внешних нагрузок различных типов.

Очень важно своевременно менять сальники и масло. Постоянные профилактические работы обеспечат стабильную работу и обезопасят от внезапных поломок

Для контроля уровня масла имеется специальное смотровое окно, что позволяет вовремя пополнять необходимый объем.

В целом, самостоятельно рассчитать передаточное число, подобрать подходящую модель и провести замену (ремонт) редуктора не составит труда. Главное соблюдать рекомендации специалистов и технические инструкции, указанные производителем.

Назначение, конструктивные особенности

Основная задача этого элемента сводится к изменению крутящего момента перед подачей его на привод колес. То же делает и коробка передач, но у неё существует возможность изменения передаточных чисел за счет ввода в зацепление тех или иных шестерен. Несмотря на наличие в конструкции автомобиля КПП, на выходе из нее крутящий момент небольшой, а скорость вращения выходного вала – высокая. Если передать вращение напрямую на ведущие колеса, то возникшая нагрузка «задавит» двигатель. В общем, авто просто не сможет сдвинуться с места.

Главная передача автомобиля обеспечивает повышение крутящего момента и снижение скорости вращения. Но в отличие от КПП передаточное число у нее фиксированное.

Расположение главной передачи на примере обычной МКПП

Представляет собой эта передача на легковом авто обычный шестеренчатый одноступенчатый редуктор постоянного зацепления, состоящий из двух шестерен разного диаметра. Ведущая шестерня небольшая по размерам и связана она с выходным валом КПП, то есть вращение подается на нее. Ведомая же шестерня значительно больше по размерам и получаемое вращение она подает на приводные валы колес.

Передаточное число является соотношением количества зубьев шестерен редуктора. Для легковых авто этот параметр находится в диапазоне 3,5-4,5, а для грузовиков он достигает 5-7.

Чем больше передаточное число (больше количество зубьев ведомой шестерни относительно ведущей), тем выше крутящий момент, подаваемый на колеса. При этом тяговое усилие будет больше, но максимальная скорость ниже.

Передаточное число главное передачи подбирается исходя из эксплуатационных показателей силовой установки, а также других узлов трансмиссии.

Устройство главной передачи напрямую зависит от конструктивных особенностей самого автомобиля. Этот редуктор может быть, как отдельным узлом, установленным в своем картере (заднеприводные модели), так и входить в конструкцию КПП (авто с передним приводом).

Главная передача в заднеприводном автомобиле

Что касается некоторых полноприводных авто, то у них может использоваться разная компоновка. Если в таком автомобиле расположение силовой установки – поперечное, то главная передача передней оси входит в конструкцию КПП, а задней располагается в отдельном картере. У автомобиля с продольной компоновкой главные передачи на обоих осях отделены от КПП и раздаточной коробки.

В моделях с отделенной главной передачей, этот редуктор выполняет еще одну задачу – изменяет угол направления вращения на 90 град. То есть выходной вал КПП и приводные валы колес имеют перпендикулярное расположение.

Расположение главной передачи передней оси Audi

В переднеприводных моделях, где главная передача входит в конструкцию КПП, указанные валы имеют параллельное расположение, поскольку менять угол направления не нужно.

В ряде грузовых авто применяются двухступенчатые редукторы. Примечательно, что их конструкция может быть разной, но наибольшее распространение получила так называемая разнесенная компоновка, в которой используется один центральный редуктор и два колесных (бортовых). Такая конструкция позволяет существенно повысить крутящий момент, а соответственно и тяговое усилие на колесах.

Привод легковых автомобилей

Особенность работы редуктора сводится к тому, что он равномерно разделяет вращение на оба приводных вала. При прямолинейном движении такое условие является нормальным. Но при прохождении поворотов колеса одной оси проходят разное расстояние, поэтому необходимо изменение скорости вращения каждого из них. Это входит в задачу дифференциала, используемого в конструкции трансмиссии (он устанавливается на ведомой шестерне). В результате главная передача подает вращение на приводные валы не напрямую, а через дифференциал.