Почему колёса грузовиков такие большие? Что скрывается внутри грузовой оси?

Обращали ли вы внимание, что оси грузовика или автобуса значительно больше, чем аналогичные в легковых автомобилях? И дело даже не в отличающемся масштабе, просто грузовая ось почему-то выступает из колеса.

Принцип работы автомобильной оси

Обычный легковой автомобиль имеет простую ось с центральным (прямым) передаточным механизмом, который переносит крутящий момент с коленвала на колёса. Это относительно простой механизм, позволяющий автомобилю двигаться с места и перевозить грузы. Но задача грузовика сложнее, помимо собственного веса он должен тащить прицеп и/или товар внутри него. «Прямой» передаточный механизм может справиться и с такой задачей, но у него всё же есть предел.

Как понять, что предел достигнут? Представьте шестерёнки внутри автомобильного моста. Карданный вал, условная палка, входит в мост, состоящий из шестерёнок, крутит их, тем самым заставляя колёса крутиться. А теперь представьте, что такой же вал входит в мост грузовика, здесь задействованы силы совсем другого порядка. Чтобы сдвинуть грузовик с места требуется значительно большее усилие, а значит, все компоненты должны быть значительно прочнее.

Однако компоновка грузовика и природа материалов не дают увеличивать прочность бесконечно. Автопроизводители нашли выход из ситуации, для усиления прикладываемого усилия были придуманы редукторы. По сути, редуктор представляет собой множество дополнительных шестерёнок, подобранных инженерами со знанием дела. Чтобы провернуть более «тяжёлый» мост, не сломать коленвал и другие компоненты оси, требуются больше прочных шестерёнок.

Планетарный редуктор

Существует несколько разновидностей редукторов, планетарный — только один из возможных видов. Использование редуктора в оси позволяет повысить стойкость конструкции, изменить удельное давление на грунт и увеличить общую грузоподъёмность. В зависимости от количества шестерёнок и их размеров редуктор также может быть приспособлен под бездорожье или аномально большие нагрузки, что позволит эксплуатировать грузовик в труднодоступной местности или таскать огромные автопоезда в австралийском стиле.

Что делают редукторы? Разделяют крутящий момент. Планетарный редуктор делит крутящий момент между дифференциалом и планетарными передачами (шестерёнками) прямо внутри автомобильной оси. Крутящий момент распределяется не на одну единственную звёздочку, а сразу на множество. Если вы подумали, что большее число звёздочек усложняет механизм, вы совершенно правы. Но если вы подумали, что большее число звёздочек обеспечивает большую надёжность за счёт распределения нагрузки, вы тоже совершенно правы. В дополнение к повышенной надёжности редуктор позволяет также сокращать расход топлива, т.к. меньше энергии нужно, чтобы провернуть колесо. Ещё одно преимущество — увеличение дорожного просвета. Крупные шестерёнки больше не требуется ставить внутрь дифференциала, а значит, его можно сделать поменьше, что даст больший клиренс и повысит проходимость автомобиля.

Преимущество планетарных редукторов в том, что они позволяют кратно уменьшить крутящий момент и, соответственно, улучшить плавность хода. Когда крутящий момент поступает не целиком, а небольшими долями, грузовик будет двигаться медленнее и плавнее. Сначала полный крутящий момент от двигателя принимает на себя дифференциал, уменьшенный момент поступает от дифференциала к осям с планетарными редукторами, которые уменьшают его ещё больше. Степень уменьшения крутящего момента называют передаточным отношением.

Причём тут планеты?

Планетарным редуктор называется, потому что он напоминает солнечную систему. Внутри грузовой оси расположена одна большая шестерня, называемая «солнце» и (обычно) пять маленьких «планет», вращающихся вокруг солнца. Маленькие шестерни, как правило, приводятся в действие специальным замком, межколёсной блокировкой, которую можно активировать из кабины.

Заключение

Большой размер задней оси грузового автомобиля обусловлен наличием в ней планетарного редуктора, механизма, обеспечивающего равномерное распределение крутящего момента от двигателя к колёсам. Планетарный редуктор состоит из нескольких шестерней и обеспечивает следующие преимущества: более плавное движение транспорта, повышает проходимость и грузоподъёмность.