Устройство раздаточной коробки

Раздаточная коробка передач

Множество автомобилей выпускается с так называемым полным приводом, где крутящий момент передается на все оси, как заднюю, так и переднюю. Это существенно повышает проходимость автомобиля, позволяя машине преодолевать достаточно серьезное бездорожье, а также повышает устойчивость авто в движении при разных дорожных условиях. И все это благодаря наличию в трансмиссии дополнительного элемента – раздаточной коробки. Без этого узла ни обходится ни один полноприводный автомобиль.

Основная задача раздатки – отобрать часть крутящего момента, который идет от вторичного вала КПП и передать его на приводной вал переднего моста. При этом на заднюю ось вращение идет постоянно. Но это классическая схема, в которой основным ведущим мостом является задний. В целом существуют различные типы раздаточных коробок по положению переключения ведущих мостов, об этом ниже.

Конструкция

Устройство раздаточной коробки самой простой конструкции включает в себя всего несколько составных элементов:

  • ведущий вал (им выступает вторичный вал КПП);
  • ведомый (по нему вращение передается на задний мост);
  • промежуточный вал;
  • вал привода передней оси;
  • механизм управления (присутствует не всегда);
  • корпус.

Между собой в простой коробке взаимодействие валов происходит благодаря шестерням.

Раздатка автомобилей BMW xDrive

Позже в конструкцию добавили еще один элемент – дифференциал, который получил название межосевого (он же – межмостовой).

Отметим, что это только одна из видов конструкций раздатки, на автомобилях применяются разные типы раздаточных коробок по конструкции, поэтому есть даже небольшая классификация их по ряду характеристик.

Принцип работы и некоторые конструктивные особенности

Принцип работы раздатки описанной выше конструкции достаточно прост. Вращение поступает от КПП на ведущий вал и передается шестернями на промежуточный. Одна из шестерен промежуточного вала имеет постоянное зацепление с шестеренкой ведомого вала, поэтому вращение сразу же передается на заднюю ось.

На промежуточном валу также имеется еще одна шестеренка – подвижная, которая при надобности вводиться в зацепление с шестерней, установленной на валу привода переднего моста. Перемещение ее осуществляется посредством механизма управления.

То есть, в авто одна ось является ведущей постоянно, вторая же – подключается при надобности. Водителю всего лишь необходимо задействовать механизм управления для ввода в зацепление шестерни, чтобы вращение стало дополнительно передаваться и на передний мост.

В целом, этот принцип работы используется во всех типах раздатки, но вот конструктивное исполнение их может быть самым разным.

Описанная схема — самая простая, в ней немало недостатков. Одним из них является наличие паразитного момента скручивания, который приводит к значительным нагрузкам на раздатку и сложности ее управления. Поэтому в конструкцию и добавили дифференциал.

В задачу дифференциала входит распределение крутящего момента между осями в определенном соотношении. То есть, при одном из отключенных мостов, на второй подается весь момент. Но как только задействуется второй мост, происходит распределение (соотношение обычно составляет 50/50 или 40/60).

Одним из недостатков межосевого дифференциала планетарного типа (самого распространенного) при включенных двух мостах является то, что в случае потери сопротивления колес на одной из осей (к примеру, она вывешена), автомобиль останавливается. Для устранения этого недостатка в конструкцию раздатки может входить также и блокировка дифференциала.

Раздатка с цепной передачей автомобилей Audi Quattro

Также некоторые производители вместо шестеренчатой передачи на передний мост, используют цепь.

Классификация

В целом, конструктивных исполнений раздаток – множество, поэтому и используется классификация их. Она разделяет все существующие виды раздаточных коробок по таким критериям как:

  • Способ распределения мощности;
  • Число передач;
  • Тип механизма управления;
  • Расположение валов.

Распределение мощности

Способ распределения мощности – один из основных критериев, по которым разделяются раздатки. Он характеризует, как именно осуществляется передача вращения между осями.

По этой классификации коробки делятся на обеспечивающие:

  • Постоянный привод на обе оси без возможности отключения какого-либо мостов;
  • Возможность отключения переднего или заднего моста (он в этой компоновке трансмиссии является вспомогательным);
  • «Равноправное» отключение. Такая раздатка позволяет отключать любой из мостов (позволяет на авто сделать любой тип привода – передний, задний, полный).

Трансмиссия с постоянным приводом используется как на легковых авто, так и некоторых внедорожниках. В раздатке таких трансмиссий отсутствует механизм управления, и ведущими являются постоянно все колеса.

Отметим, что в современных конструкциях раздаток полноприводных трансмиссий дифференциал не используется, вместо него устанавливаются разного рода муфты (электромеханические, фрикционные, магнитные). Их особенность заключается в том, что они могут обеспечивать меняющееся соотношение распределения вращения. Управление этими муфтами осуществляется электроникой, что позволяет системе привода быстро реагировать на дорожные условия и направлять больший момент на требуемую ось.

Раздаточные коробки с отключаемым одним из мостов – самая распространенная компоновка для кроссоверов. Ее особенность заключается в том, что водитель самостоятельно решает, когда нужен полный привод. В такой конструкции также нередко используются муфты в качестве межосевого дифференциала. Управление коробкой может быть, как полностью механическим, так и электроприводным.

Схема видов полного привода

«Равноправное» отключение мостов встречается нечасто. Обусловлено это более сложной конструкцией самой коробки.

Количество ступеней

По количеству передач существующие типы коробок передач делятся на одно-, двух- и трехступенчатые. На легковых автомобилях и кроссоверах обычно используется одноступенчатая передача. Это означает, что передаточное число раздаточной коробки равно 1, то есть она его не изменяет и на колеса передается тот момент, который задан КПП.

На внедорожниках же часто встречается двухступенчатая раздатка. В ней имеется две передачи, у которых передаточное число равно 1 и 2. Нередко такую коробку еще называют «раздаткой с делителем». Наличие двух передач позволяет при надобности на этом узле изменить передаточное число, повысив тяговое усилие на колесах. Но при этом автомобиль движется вдвое медленнее. В обычной коробке это делается всего лишь наличием дополнительной пары шестерен.

Трехступенчатые раздаточные коробки на автотранспорте обычно не встречаются, их используют на спец. технике.

Механизм управления

Что касается типа механизма управления, то он бывает ручным, полуавтоматическим и полностью автоматическим. Первый вариант – самый надежный, поскольку в конструкции отсутствует какая-либо электроника. В такой раздаточной коробке водитель самостоятельно, при помощи системы рычагов вводит в зацепление шестерни, включая дополнительный мост.

В полуавтоматическом механизме задействование дополнительного моста осуществляется механизмом управления с электронным приводом. То есть, включение и выключение дополнительного моста проходит без участия водителя. Но такая система управления позволяет и самому водителю включать полный привод.

Ручной и полуавтоматический механизм управления раздаткой

Автоматическое же управление подразумевает, что работу раздаточной коробки полностью контролирует электроника. Она на основе показаний датчиков определяет момент, когда нужен полный привод и задействует его.

Положение валов

Последний критерий, по которым делятся раздаточные коробки – положение валов. Оно бывает соосным и несоосным. Первый вариант указывает на то, что ведомый и вал привода переднего моста расположены на одной оси. Ведущий же вал располагается параллельно им.

В несоосной конструкции на одной оси располагаются ведущий и ведомый валы, а вал переднего моста установлен параллельно.

Заключение

Напоследок отметим, что это общая информация, касающаяся раздаточных коробок. Чтобы более точно понять принцип работы какого-либо определенного типа этого узла, необходимо подробнее рассматривать ее конструкцию и особенности функционирования.

Раздаточная коробка в автомобиле: что это такое

Для того, чтобы одновременно распределить крутящий момент между передним и задним мостами авто оснащают раздаточной коробкой или раздаткой- механизмом в трансмиссии автомобиля, который, кроме распределения крутящего момента, выполняет еще несколько функций:

  • увеличение крутящего момента, необходимого для преодоления сопротивления качению ведущих колес при движении по бездорожью;
  • обеспечение устойчивости автомашины при медленном движении во время достижения максимального крутящего момента.

Устройство раздаточной коробки

Устройство раздаточной коробки Audi.

Мировая автомобильная промышленность выпускает сотни моделей авто, оснащенных раздаточными коробками, имеющими различную конструкцию, которые состоят из нескольких основных элементов:

  • металлического корпуса;
  • главного (ведущего) вала, через который передается вращение от коробки передач;
  • валов заднего и переднего моста;
  • межосевого дифференциала, распределяющего вращение между передней и задней осью автомобиля;
  • зубчатой или цепной передачи;
  • маслосборника — камеры, в которой накапливается масло;

Конструкция межосевого дифференциала позволяет колесам переднего и заднего мостов вращаться с разной скоростью в случае, если узел не оснащен механизмом блокировки. Если в раздаточной коробке установлен дифференциал с функцией самоблокировки или возможностью блокировки вручную, раздаточная коробка будет принудительно регулировать вращение валов задней и передней оси в зависимости от состояния дороги.

Производители авто оснащают раздаточные коробки несколькими основными типами дифференциалов:

  • вискомуфтами;
  • блокировками Torsen;
  • фрикционными муфтами.

Первый вариант является наиболее распространенным, простым в изготовлении и относительно недорогим. Из недостатков — невозможность принудительной блокировки дифференциала, возможность выхода из строя в результате перегрева при длительной нагрузке.

Torsen устанавливают на паркетниках, поскольку непрочная конструкция узла не позволяет авто передвигаться по бездорожью. Фрикционные муфты имеют более совершенную конструкцию, а также возможность ручной и автоматической блокировки.

Виды раздаточных коробок

Рычаги управления ручной раздаточной коробкой автомобиля Нива.

В зависимости от назначения, конструктивных особенностей и типов транспорта выпускают несколько видов агрегатов, предназначенных для распределения крутящего момента:

  • простые (неотключаемые);
  • ручные;
  • полуавтоматические;
  • автоматические.

Наиболее весомые достоинства простых механизмов — высокая износоустойчивость, простота использования и безотказность. Коробки такого типа устанавливают на зарубежные и отечественные модели внедорожников, а также спортивные автомобили, специально предназначенные для скоростной езды по бездорожью. Особенность таких раздаток в том, что они функционируют постоянно вне зависимости от типа дороги.

Для управления ручной раздаткой используют механический рычаг, который в большинстве случаев располагается между пассажирским и водительским сиденьем. Ручная коробка не зависит от работы электроники авто, безотказна в работе.

Работа полуавтоматики характерна возможностью управлять ведущими мостами нажатием клавиш, расположенных на панели. Из плюсов — простое управление, из недостатков — внимание водителя отвлекается на переключение кнопок.

Управление автоматической раздаточной коробкой происходит в результате срабатывания электронных систем, которыми оснащают современными автомобилями. Подключение/отключение мостов, блокировка дифференциала осуществляется сервоприводами или гидротрансформатором. Автоматическая раздаточная коробка способна чутко контролировать автомашину на дорогах с различным состоянием покрытия, недостатком является возможность отказа в результате попадания влаги.

Читайте также: Что такое блокировка межосевого дифференциала и как она работает.

Читайте также:  Устройство системы abs

Режимы работы раздаточной коробки

В зависимости от конструкции раздатки водителем могут быть использованы несколько режимов работы:

  • включение заднего моста;
  • включение переднего и заднего мостов;
  • включение обоих мостов, межосевой дифференциал блокирован;
  • включены обоих мостов, включена понижающая передача, дифференциал блокирован;
  • включены оба моста при автоматической блокировке дифференциала.

Распространенные неисправности

Ремонт раздаточной коробки связан со значительными вложениями денег, поэтому для минимизации износа комплектующих необходимо бережно эксплуатировать автомобиль и проводить своевременное техническое обслуживание. Основными неисправностями раздатки называют:

  • износ подшипников — характеризуется повышенным шумом и вибрацией узла при движении. в дальнейшем появляются стуки, скрежет, что сигнализирует о скором выходе механизма из строя;
  • образование задиров на зубьях шестерен — влечет затрудненное переключение передач, включение-выключение пониженной передачи;
  • износ фиксаторов механизма переключения — раздаточная коробка самопроизвольно выключается;
  • выход из строя сервопривода включения фрикционной муфты, который ведет к перегреву агрегата из-за его постоянной работы.

Читайте также: В чем отличие роботизированной коробки передач от автоматической и что лучше.

Видео на тему





Назначение и общее устройство раздаточной коробки автомобиля

Раздаточная коробка служит для распределения (раздачи) крутящего момента от коробки передач между ведущими мостами автомобиля; она также обеспечивает включение и выключение переднего ведущего моста.

Раздаточные коробки устанавливаются на автомобиле обычно за коробкой передач. На большинстве автомобилей повышенной проходимости устанавливаются двухступенчатые раздаточные коробки, конструкция которых позволяет при необходимости изменять распределяемый крутящий момент.

Наличие двух передач в раздаточной коробке позволяет изменять передаточные числа силовой передачи, удваивая общее число передач автомобиля. Один ряд передач получается при включении высшей передачи раздаточной коробки, другой, с большими передаточными отношениями, — при включении низшей передачи. Увеличение общего числа передач и передаточных отношений позволяет наиболее эффективно использовать автомобиль в любых дорожных условиях.

Принцип работы автомобильных раздаточных коробок вне зависимости от их конструктивного оформления одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере двухступенчатой раздаточной коробки двухосных автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Раздаточная коробка крепится к поперечине рамы в четырех точках на резиновых подушках и соединяется с коробкой передач коротким карданным валом.

В чугунном литом картере 4, имеющем сверху люк, закрытый крышкой 6, расположены три вала: ведущий 5, промежуточный 31 и ведомый 29.

Ведущий вал 5 установлен на шарикоподшипниках 1. Шарикоподшипник заднего конца ведущего вала закрыт глухой крышкой 2, а в крышке переднего конца ведущего вала установлен самоподжимной сальник. Наружный конец вала 5 имеет шлицы, на которых при помощи гайки закреплен фланец 40. К фланцу четырьмя болтами крепится фланец короткого карданного вала, соединяющего раздаточную коробку с коробкой передач. В средней части вала нарезаны шлицы, на которых сидит шестерня 7.

Ниже на двух конических роликоподшипниках 14 установлен промежуточный вал 31. Роликоподшипники закрыты крышками, под одну из которых поставлены регулировочные прокладки 43. На промежуточном валу на шлицах сидят шестерня 15, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 7 ведущего вала и шестерней 24 ведомого вала, и шестерня 32 понижающей передачи.

Рис. Устройство раздаточной коробки автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — шарикоподшипник ведущего вала; 2 и 11 — крышки шарикоподшипников ведущего вала; 3 — стопорное кольцо; 4 — картер раздаточной коробки; 5 — ведущий вал; 6 — крышка люка картера; 7 — ведущая шестерня ведущего вала; 8 — распорное кольцо; 9 — самоподжимной сальник; 10 — фланец крепления промежуточного карданного вала; 12 — уплотнительная прокладка; 13 — регулировочные прокладки; 14 — роликоподшипник промежуточного вала; 15 — шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 16 — кронштейн механизма переключения и вала привода переднего моста; 17 — вилка включения переднего ведущего, моста; 18 — муфта включения переднего ведущего моста; 19 — бронзовая втулка; 20 — вал привода переднего ведущего моста; 21 — двухрядный шарикоподшипник; 22 — фланец крепления переднего карданного вала; 23 — роликоподшипник; 24 — шестерня постоянного зацепления ведомого вала; 25 — шестерня включения высшей и низшей передач; 26 — пробка сливного отверстия; 27 — вилка шестерни включения высшей и низшей передач; 28 — крышка роликоподшипника заднего конца ведомого вала; 29 — ведомый вал; 30 — ведущая шестерня привода спидометра; 31 — промежуточный вал; 32 — ведущая шестерня понижающей передачи

Ведомый вал установлен в двух конических роликоподшипниках 23. В крышке 28 роликоподшипника заднего конца ведомого вала расположены самоподжимиой сальник 9 и валик с ведомой шестерней привода спидометра, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней 30, сидящей на шлицах вала. На этих же шлицах посажен фланец, который закрепляется на валу гайками.

Фланец служит для присоединения карданной передачи, идущей к заднему ведущему мосту автомобиля. Крышкой роликоподшипника переднего конца ведомого вала является кронштейн 16, в котором на двухрядном шарикоподшипнике 21 установлен передний конец вала 20 привода переднего ведущего моста. Задний конец вала 20 сидит на втулке 19 в отверстии ведомого вала. Под крышкой 28 расположены регулировочные прокладки конических роликоподшипников. На ведомом валу на бронзовой втулке свободно вращается шестерня 24. Шестерни постоянного зацепления 7, 15 и 25 раздаточной коробки имеют косые зубья.

Шестерня 25 установлена на ведомом валу 29; при помощи вилки 27 переключающего механизма она может перемещаться на шлицах по валу.

Перемещаясь вперед, шестерня 25 надвигается своими шлицами на зубчатый венец шестерни 24 постоянного зацепления, включается высшая передача раздаточной коробки. Перемещаясь назад, шестерня 25 входит в зацепление с ведущей шестерней 32 понижающей передачи, включается низшая передача раздаточной коробки. Шестерня 25 может занимать промежуточное (нейтральное) положение, когда она не находится в зацеплении ни с шестерней 32, ни с зубчатым венцом шестерни 24, ведомый вал 29 при этом не вращается.

Передний ведущий мост автомобиля включается перемещением муфты 18 по шлицам переднего конца ведомого вала. Перемещаясь вперед, муфта своими шлицами надвигается на зубчатый венец вала 20 привода переднего ведущего моста и соединяет его с ведомым валом.

Управление раздаточной коробкой осуществляется двумя рычагами, расположенными в кабине, водителя за рычагом переключения передач коробки передач. Опоры рычагов размещаются непосредственно на картере раздаточной коробки. Левый рычаг служит для включения и выключения переднего ведущего моста и имеет два положения: переднее—передний мост выключен и заднее — мост включен.

Правый рычаг служит для переключения передач раздаточной коробки и имеет три положения: переднее, когда включена низшая передача, среднее (нейтральное), когда ведущий вал разобщен с промежуточным, и заднее, когда включена высшая передача. Передачи в раздаточной коробке и передний ведущий мост включаются при помощи ползунов 33 и 34 и связанных с ними вилок 35 и 36. Для предотвращения произвольного включения передач и переднего ведущего моста служат фиксаторы.

Рис. Схема работы раздаточной коробки: а — высшая передача (передний ведущий мост выключен): б — низшая передача (передний ведущий мост включен) (наименование деталей 1—32 то же, что на предыдущем рисунке); 33 — ползун включения переднего ведущего моста; 34 — ползун переключения передач; 35 — вилка включения переднего ведущего моста; 36 — вилка переключения передач

Включать передний ведущий мост следует только при движении в тяжелых дорожных условиях (песок, снег, гололедица, грязная разбитая дорога и т.д.). Постоянная езда с включенным передним ведущим мостом увеличивает износ деталей автомобиля, повышает расход горючего вследствие возрастания потерь на трение и ведет к ускоренному износу шин. Поэтому, как только автомобиль выходит на хорошую дорогу, передний мост необходимо выключать.

При включенной высшей передаче в раздаточной коробке, если задние колеса не буксуют, включать и выключать передний мост можно во время движения на любой скорости без выключения сцепления. В этом случае ведомый вал раздаточной коробки и карданный вал, идущий к переднему ведущему мосту, вращаются с одинаковой скоростью. Если же задние колеса пробуксовывают, то включать передний ведущий мост нужно при выключенном сцеплении.

Низшая передача раздаточной коробки включается в особо тяжелых дорожных условиях. Эта передача включается на остановке автомобиля, после того как включен передний мост; при этом сцепление надо выключать.

Для предотвращения перегрузки силовой передачи большим крутящим моментом при включении низшей передачи раздаточной коробки в механизме управления раздаточной коробкой имеется блокирующее устройство, не дающее возможности включать низшую передачу раздаточной коробки при выключенном переднем ведущем мосте, а также выключать передний мост при включенной низшей передаче.

Это устройство выполнено и работает так же, как и замочный фиксатор коробки передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А. Для улучшения маневренности и уменьшения расхода горючего при эксплуатации на дорогах с твердым покрытием у большегрузных автомобилей повышенной проходимости в раздаточной коробке имеется особый механизм — межосевой дифференциал.

Межосевой дифференциал обеспечивает колесам ведущих мостов возможность вращаться с разным числом оборотов. Это необходимо потому, что за одно и то же время колеса переднего, среднего и заднего мостов автомобиля проходят неодинаковые пути как на поворотах, так и при движении по неровной дороге, что может сопровождаться пробуксовкой части колес или движением их юзом.

Межосевой дифференциал размещается в раздаточной коробке между валами, передающими крутящий момент переднему и заднему (или тележке задних) ведущим мостам. Дифференциал выполняет две задачи:

  • во-первых, передает вращение к соосно расположенным валикам, при этом число оборотов ведущего элемента (коробки) дифференциала остается неизменным при переменном числе оборотов валов
  • во-вторых, распределяет (раздает) крутящий момент от коробки передач между валами в строго определенном отношении

Дифференциал, распределяющий крутящий момент между валами поровну, называется симметричным, а дифференциал, распределяющий крутящий момент между валами в некотором постоянном отношении, пропорциональном распределению сцепного веса автомобиля но ведущим мостам, которое задается при конструировании автомобиля, — несимметричным.

Механизмы автомобильных межосевых дифференциалов отличаются многообразием конструкций, но тем не менее принцип их устройства и работы одинаков.

Рис. Схема межосевого дифференциала: а — симметричный дифференциал; б — несимметричный дифференциалу; 1 — вал привода переднего ведущего моста; 2 — ведомая шестерня дифференциала; 3 — сателлит; 4 и 6 — шестерни валов привода ведущих мостов; 5 — вал привода среднего и заднего ведущих мостов; 7 — крестовина; 8 — коробка дифференциала

Устройство простейшего конического межосевого дифференциала схематично показано на рисунке. Механизм дифференциала состоит из коробки 8, приводимой во вращение относительно валов привода ведущих мостов автомобиля жестко связанной с ней, шестерней 2. В коробке установлена крестовина 7, на шипах которой свободно вращаются конические шестерни-сателлиты 3, которые находятся в зацеплении одновременно с двумя коническими шестернями 6 и 4, жестко связанными с валами 1 и 5 привода переднего, среднего и заднего мостов.

Читайте также:  Характеристики двигателя

Работает дифференциал следующим образом. При вращении шестерни 2 вместе с коробкой 8 и крестовиной 7 дифференциала одновременно будут поворачиваться и сателлиты 3, а с ними шестерни 6 и 4 приводных валов ведущих мостов автомобиля, весь механизм дифференциала будет вращаться как одно целое. Так происходит при движении автомобиля по ровной прямой дороге, когда обе шестерни валов привода ведущих мостов автомобиля оказывают сателлитам одинаковое сопротивление прокручиванию.

Рис. Схема переезда автомобилем неровности: а — колесами переднего моста; б — колесами среднего и заднего мостов

Совсем по-другому работает межосевой дифференциал при поворотах или движении автомобиля по неровной дороге, когда колеса ведущих мостов вынуждены проходить неодинаковые пути. Так, например, при переезде через неровность (рис. а) передние ведущие колеса автомобиля совершат больший путь, чем колеса среднего и заднего мостов, скорость вращения колес среднего и заднего мостов при этом становится меньше скорости вращения передних колес; соответственно возрастает сопротивление их прокручиванию. В этом случае сателлиты начинают перекатываться по шестерне 4 вала привода среднего и заднего мостов и, вращаясь на шипах крестовины, увеличивают скорость вращения шестерни 6 вала привода переднего моста, колеса которого при переезде через неровность должны пройти больший путь, чем колеса среднего и заднего мостов. Число оборотов колес переднего моста при этом увеличивается настолько, насколько уменьшается число оборотов колес среднего и заднего мостов.

То же самое происходит и при переезде неровности колесами среднего и заднего мостов (рис. б). Колеса переднего моста, проходящие в этом случае меньший путь, замедляют скорость своего вращения и оказывают значительное сопротивление своему прокручиванию. Вследствие этого сателлиты дифференциала начинают перекатываться по шестерне 6 привода переднего моста, увеличивая соответственно скорость вращения шестерни 4 и связанных с нею через вал 5 колес среднего и заднего ведущих мостов.

В симметричном межосевом дифференциале (рис. а) крутящий момент, передаваемый шестерней 2, распределяется между валами привода переднего 1, среднего и заднего 5 мостов всегда поровну вследствие одинакового диаметра и числа зубьев шестерен 4 и 6.

В несимметричном межосевом дифференциале (рис. б), у которого диаметр шестерен 4 и 6 валов привода ведущих мостов не одинаков, крутящий момент распределяется между валами ведущих мостов пропорционально диаметру и числу зубьев шестерен их привода (чем больше диаметр шестерни, т.е. чем больше на ней зубьев, тем больший момент ей передается).

Для того чтобы сателлиты 3 в несимметричном дифференциале могли находиться в зацеплении одновременно с двумя различными по диаметру шестернями, их выполняют в виде двойной конической шестерни.

Рис. Схема межосевого несимметричного планетарного дифференциала: 1 — вал привода переднего ведущего моста; 2 — ведомая шестерня дифференциала; 3 — коронная шестерня; 4 — сателлит; 5 — солнечная шестерня; 5 — вал привода среднего и заднего ведущих мостов; 7 — коробка дифференциала

В некоторых конструкциях раздаточных коробок, например в раздаточной коробке автомобиля Урал-375, несимметричный дифференциал выполнен не из конических шестерен, а из цилиндрических так называемого планетарного типа.

В межосевом планетарном дифференциале, схема которого показана на рисунке, валы привода мостов связаны с различными по конструкции шестернями: вал 1 привода переднего моста с цилиндрической шестерней 5, называемой солнечной, вал 6 привода среднего и заднего мостов с коронной шестерней 3 внутреннего зацепления. В зацеплении с солнечной и коронной шестернями находятся небольшие цилиндрические шестерни — сателлиты 4, оси которых закреплены в коробке 7 дифференциала.

Работает межосевой планетарный дифференциал так же, как и межосевой конический дифференциал.

Применение в раздаточных коробках межосевых дифференциалов облегчает управление автомобилем, уменьшает расход горючего и износ шин; применение несимметричного дифференциала способствует, кроме того, более рациональному использованию сцепного веса автомобиля, который не всегда равномерно распределяется по осям, для увеличения силы тяги автомобиля. Вместе с тем межосевой дифференциал не устраняет буксования колес ведущих мостов при движении автомобиля по местности с различным состоянием грунта, когда наблюдается неодинаковое сцепление колес с грунтом.

Для повышения проходимости автомобиля в конструкциях межосевых дифференциалов предусматривается специальная муфта блокировки дифференциала. С помощью этой муфты дифференциал блокируется и буксование мостов устраняется, все ведущие, мосты вращаются с одинаковым числом оборотов. Блокировка дифференциала достигается тем, что муфта блокировки при ее включении жестко связывает между собой посредством шлицевых соединений коробку дифференциала и вал привода одного из ведущих мостов.

Для смазки механизма раздаточной коробки в ее картер заливается трансмиссионное масло до уровня маслоналивного отверстия, закрытого пробкой.

Устройство раздаточной коробки, принцип работы и для чего нужна раздатка

Полноприводные автомобили, в отличие от моноприводных, оснащаются таким агрегатом, как раздаточная коробка или раздатка. Ее назначение в том, чтобы правильно распределить крутящий момент между осями машины, и его увеличения для преодоления труднопроходимых мест (не у всех автомобилей). Устанавливается раздаточная коробка после коробки передач либо отдельным агрегатом, бывает и единым целым с коробкой передач.

Устройство раздаточной коробки

В различных автомобилях ее исполнение может отличаться, однако в целом устройство раздаточной коробки выглядит примерно так:

  • ведущий вал;
  • приводные валы передней и задней осей;
  • цепная или зубчатая передача;
  • понижающий ряд или понижающая передача;
  • дифференциал межосевой;
  • механизм блокировки межосевого дифференциала.


Схема раздаточной коробки предполагает постоянную связь ведущего вала и вала привода одной из осей (для внедорожников – задней). На приводной вал передней оси мощность передается посредством зубчатой или цепной передачи. Понижающий ряд и межосевой дифференциал в некоторых раздатках могут отсутствовать. Так, например, полноприводным кроссоверам, не предназначенным для езды по бездорожью, понижающая передача попросту не нужна.

Классификация раздаточных коробок

Современная классификация включает следующие типы раздаточных коробок:

  1. по расположению приводных валов (с соосными и несоосными валами);
  2. по определенному числу передач (одноступенчатые, двух и трехступенчатые);
  3. по типу привода ведущих мостов (с дифференциальным, либо блокированным приводом).

Назначение узлов раздаточной коробки

Межосевой дифференциал

Данный узел позволяет распределить межосевой крутящий момент и дает приводным валам вращаться на разных угловых скоростях. Это особенно важно при движении в поворотах, поскольку колеса проходят разное расстояние и, следовательно, должны вращаться с разной скоростью. Если раздаточная коробка не оснащена таким узлом, обеспечить колесам возможность вращаться с разными скоростями можно только путем отключения одной оси.

Межосевые дифференциалы бывают симметричными и несимметричными. Первый работает таким образом, что крутящий момент раздается поровну на обе оси, второй делит его в определенной пропорции.

Механизм блокировки межосевого дифференциала

Чтобы автомобиль мог полноценно реализовать свои внедорожные возможности, межосевой дифференциал оснащают блокирующим механизмом, назначение которого в том, чтобы принудительно заставить колеса обеих осей вращаться с одинаковой скоростью. Блокирование может происходить либо принудительно, либо вручную, в зависимости от типа механизма.
В настоящее время используются следующие виды блокировок:

  • дифференциал самоблокирующийсяTorsen;
  • фрикционная многодисковая муфта;
  • вязкостная муфта (вискомуфта).

Первыми двумя механизмами оснащается раздаточная коробка кроссоверов в силу недостатков, описанных ниже.

Вискомуфта

Это наиболее простое устройство, позволяющее автоматически заблокировать межосевой дифференциал. Принцип ее работы следующий: внутри нее находятся перфорированные диски, погруженные в силиконовую жидкость, часть дисков соединена с корпусом, а остальные со ступицей; во время пробуксовки колес одной из осей одни диски начинают вращаться быстрее других, силиконовая жидкость разогревается и густеет, как бы склеивая ступицу с корпусом.

Основное достоинство такой системы – низкая стоимость. Недостатков гораздо больше: срабатывание происходит с запозданием, в результате чего автомобиль может успеть зарыться буксующими колесами; блокировка дифференциала не полная; от продолжительной работы происходит перегрев; данный узел несовместим с системой ABS.

Самоблокирующийся дифференциал Torsen

Это конструкция, состоящая из набора червячных шестерен – ведущих и ведомых. Принцип работы данного устройства следующий: пока все колеса хорошо «держат» дорогу, дифференциал раздает крутящий момент осям поровну. Как только одна из осей пробуксовывает, момент, благодаря силам трения в червячной передаче, перебрасывается на другую ось, соотношение усилий может доходить до 20:80. Основной минус такого решения – ограничения по прочности конструкции. По этой причине Torsen не устанавливается на внедорожниках, его удел – кроссоверы.

Многодисковая фрикционная муфта

Это набор фрикционных дисков, имеющих контролируемую степень сжатия. Такая муфта позволяет распределять между осями крутящий момент в зависимости от условий местности. В обычных условиях момент делится поровну. Во время пробуксовки одной из осей диски муфты сжимаются, дифференциал полностью или частично блокируется. Для обеспечения работы муфта может оснащаться электрическим или гидравлическим приводом и электронной системой управления. Еще межосевой дифференциал можно заблокировать вручную посредством механического, пневматического, гидравлического или электрического привода. Многие автомобили имеют возможность блокировки дифференциала, как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Цепная передача

Назначение данного узла заключается в передаче крутящего момента приводному валу передней оси автомобиля для обеспечения работы полного привода. Она состоит из пары зубчатых колес (ведущее и ведомое) и приводной цепи. Помимо передачи цепной, в раздаточной коробке может применяться зубчатая, состоящая из цилиндрических шестерен.

Почему раздатку называют раздаточной коробкой передач

Название возникло в результате совмещения понятий раздаточной коробки и коробки передач. Дело в том, что для передачи колесам большого крутящего момента при сохранении невысокой скорости, раздаточная коробка автомобиля оснащается понижающей передачей или демультипликатором. Такая необходимость возникает при преодолении тяжелого бездорожья, например, чтобы автомобиль мог въехать на крутой склон или вытащить другую увязшую в грязи машину. Этот узел отсутствует у кроссоверов, поскольку они не предназначены для работы в таких условиях.

Демультипликатор это ничто иное, как дополнительная коробка передач, работа которой заключается в том, чтобы понизить скорость вращения приводных валов раздатки, но и сохранить при этом большой крутящий момент. Понижающий ряд предусматривает наличие двух или трех передач. Таким образом, общее число передач автомобиля удваивается или утраивается, и у водителя появляется возможность подобрать наиболее подходящее в конкретной ситуации передаточное число.
” alt=””>
Благодаря наличию понижающих передач, срок службы трансмиссии значительно повышается, при этом сохраняется высокая передаваемая мощность.

Читайте также:  Устройство современного эко двигателя Экобуст

texako › Блог › Устройство раздаточной коробки автомобиля

Раздаточная коробка устанавливается на всех автомобилях с полным приводом, а также на автомобилях, укомплектованных каким-либо дополнительным оборудованием. Предназначение раздаточной коробки полноприводного автомобиля следующее:
распределение крутящего момента между приводными осями;
увеличение крутящего момента при езде по бездорожью.
Под автомобилями с дополнительным оборудованием подразумевается всевозможная спецтехника, такая как автокраны, автоподъемники, пожарная техника и прочее. В данном случае раздаточная коробка обеспечивает подключаемый привод масляных насосов, водяных помп и прочего оборудования.

В плане устройства раздаточные коробки различных автомобилей существенно отличаются, однако их общее предназначение остается неизменным. «Раздатка» автомобиля с полным приводом состоит из следующих узлов:
корпус (картер);
ведущий вал;
валы привода передней и задней осей;
дифференциал межосевой;
устройство блокировки дифференциала;
зубчатая или цепная передача;
понижающая передача.
В корпусе раздаточной коробки располагаются все элементы, включая понижающую передачу и межосевой дифференциал. Как и в коробке передач, в корпусе раздаточной коробки имеется смазывающая жидкость (трансмиссионное масло), которая обеспечивает постоянную смазку всех внутренних узлов.
Крутящий момент от КПП передается на раздаточную коробку через ведущий вал. Далее крутящий момент передается на межосевой дифференциал, который может иметь различные конструкции. Устаревшие раздаточные коробки содержат простейший межосевой дифференциал без механизма блокировки. На современных автомобилях устанавливается дифференциал с возможностью жесткой блокировки или самоблокирующийся дифференциал.
ММежосевой дифференциал
Основное предназначение межосевого дифференциала заключается в распределении крутящего момента между приводными осями автомобиля. Дифференциал без механизма блокировки позволяет осям вращаться с различной скоростью. Тогда как самоблокируемый или с механизмом ручной блокировки дифференциал позволяет принудительно распределять крутящий момент между приводными осями в зависимости от дорожных условий.
В современных раздаточных коробках встречаются различные конструкции самоблокирующихся дифференциалов:
вязкостная муфта;
блокировка типа Torsen;
фрикционная муфта.

Наибольшее распространение получила конструкция с вискомуфтой (вязкостной муфтой). Данный механизм автоблокировки дифференциала наиболее прост в изготовлении и является относительно недорогим. Принцип работы вискомуфты основан на отслеживании угловых скоростей приводных осей. При увеличении угловой скорости одной из приводных осей, происходит плавная блокировка дифференциала и увеличение крутящего момента на ось с меньшей угловой скоростью. Основным рабочим телом данной муфты является специальная жидкость с изменяемой вязкостью. К недостаткам такой конструкции можно отнести отсутствие возможности ручной блокировки, неполное автоматическое блокирование, возможность перегрева при длительной работе.
Дифференциал Torsen имеет более совершенную конструкцию, однако в силу ограниченной прочности не применяется на внедорожниках. Главным преимуществом такого механизма является более широкий диапазон переброса крутящего момента.
Блокировка на основе фрикционной муфты существенно превосходит предыдущие конструкции, так как имеется возможность как автоматической, так и ручной блокировки дифференциала. В конструкции имеются фрикционные диски, и работа основана на силах трения. При проскальзывании одной из приводных осей, фрикционные диски, сжимаясь, полностью или частично блокируют дифференциал.

Вал привода задней ведущей оси в большинстве случаев располагается соосно с ведущим валом. Вал привода передней оси получает вращение от цепной или зубчатой передачи. Помимо всего прочего, в раздаточной коробке также может присутствовать понижающая передача, которая позволяет увеличивать крутящий момент, передаваемый от силового агрегата на колеса автомобиля. Большинство внедорожников укомплектованы раздаточными коробками с понижающей передачей. В раздаточной коробке также может быть смонтирован механизм ручного или автоматического отключения и подключения полного привода.
В зависимости от конструкции раздаточная коробка может иметь несколько режимов работы. Основные режимы:
подключена задняя ось;
подключены обе приводные оси;
подключены обе оси с межосевой блокировкой;
подключены обе оси с межосевой блокировкой и пониженной передачей;
подключены обе оси с автоблокировкой межосевого дифференциала.
Управление раздаточной коробкой может осуществляться непосредственно рычагами (механический привод), либо кнопками, включающими исполнительные механизмы, воздействующие на органы управления раздаточной коробки. На полноприводных автомобилях, не предназначенных для внедорожной езды, «раздатка» в большинстве случаев управляется автоматически.

Раздаточная коробка – использование полного привода по максимуму

Огромная популярность, которую в последнее время завоевали автомобили с повышенной проходимостью, паркетные внедорожники и кроссоверы, — не случайна. Привод на все колеса дает водителю преимущества при движении как в городе,так и на пересеченной местности. В таком автомобиле раздаточная коробка предназначена для максимальной реализации достоинств полного привода.

Что такое раздаточная коробка

В автомобилях с моноприводом крутящий момент, созданный двигателем и преобразованный коробкой передач, передается непосредственно на ведущие колеса. Если же авто имеет привод на все четыре колеса, для наиболее рационального использования крутящий момент нужно распределить между передней и задней осями. Также иногда возникает необходимость изменить количество крутящего момента, передаваемого на определенную ось во время движения.

Раздаточная коробка в автомобиле

Задачу распределения усилия от двигателя между передней и задней осями выполняет раздаточная коробка. Подобно коробке передач, она способна до определенной степени увеличить значение крутящего момента, что особенно важно при эксплуатации автомобиля в условиях тяжелого бездорожья.

Иногда этот механизм выполняет особые функции на спецтехнике (пожарные автомобили, сельскохозяйственная и строительная техника). Задача раздаточной коробки состоит в том, чтобы передать часть крутящего момента на специальное оборудование: пожарный насос, тросовая лебедка, механизм подъемного крана и т. д.

Что внутри

Раздаточная коробка, иногда называемая просто «раздаткой», устанавливается между коробкой передач и валами, ведущими к осям. Несмотря на большое разнообразие конструкций, некоторые детали раздаточной коробки имеются в любой модели:

  • ведущий вал (передает крутящий момент от КПП на «раздатку»);
  • механизм блокировки и межосевой дифференциал;
  • зубчатая или цепная понижающая передача (изменяет передаточное число);
  • актуатор (отвечает за включение блокировки);
  • карданные валы привода передней и задней оси;
  • синхронизатор, который позволяет включать понижающий ряд на ходу.

Раздаточная коробка «в разрезе»

«Раздатка» представляет собой корпус, в который входит ведущий вал двигателя, а выходят два приводных карданных вала к передней и задней осям. Устройство раздаточной коробки аналогично устройству коробки передач: ее корпус — это закрытый картер, масляная ванна которого обеспечивает смазку дифференциала и механизма блокировки. Рычаг или кнопки в салоне осуществляют переключение.

Как работает раздаточная коробка

Базовой функцией раздаточной коробки является подключение или отключение одного из мостов. В конструкции классических внедорожников и полноприводных грузовиков крутящий момент постоянно передавался на задний ведущий мост. Передняя ось, в целях экономии топлива и ресурса его узлов, подключалась только для преодоления сложных участков дороги, либо при сложных дорожных условиях (дождь, лед, снег). Этот принцип сохранен и в современных автомобилях, с той разницей, что постоянно ведущей теперь является передняя ось.

Изменение крутящего момента, его распределение между всеми ведущими осями, — это вторая по важности функция «раздатки». Межосевой дифференциал раздает крутящий момент между передней и задней осями, при этом они могут получить равные усилия (симметричный дифференциал), либо разделенные в установленной пропорции (несимметричный дифференциал).

Межосевой дифференциал позволяет осям вращаться с разным количеством оборотов. Это требуется при движении по хорошей асфальтированной дороге для снижения износа покрышек и экономии топлива. Когда автомобиль покидает дорогу и требуется выжать из полного привода максимум, включается блокировка межосевого дифференциала: оси жестко соединены друг с другом и могут вращаться только с одинаковой скоростью. Предотвращая пробуксовку, такая схема работы усиливает внедорожный потенциал.

Следует отметить, что функция блокировки дифференциала имеется только на небольшом количестве раздаточных коробок, установленных на классические внедорожники, спецтранспорт и военные грузовики. Столь распространенные в наше время кроссоверы и паркетные внедорожники не рассчитаны на движение по действительно серьезному бездорожью, поэтому они лишены этой функции с целью удешевления.

Виды межосевого дифференциала

В раздаточных коробках применяется три различные системы блокировки межосевого дифференциала, которые устанавливают на автомобили, различающиеся по внедорожным качествам.

Фрикционная многодисковая муфта – это самый современный вид блокировки дифференциала «раздатки». Контролируемое усилие сжатия набора фрикционных дисков, примененных в муфте, позволяет распределять крутящий момент по осям в зависимости от конкретных дорожных условий. При нормальных дорожных условиях оси загружаются поровну. Если одна из осей начинает прокручиваться вхолостую (проскальзывать), фрикционные диски сжимаются, блокируя межосевой дифференциал частично или полностью. В этот момент мост, который лучше всего «держится за дорогу», получает больше крутящего момента двигателя. Для этого актуатор дает команду электродвигателю или гидравлическому цилиндру.

Вискомуфта, или вязкостная муфта, устаревшая, но дешевая и простая в работе блокировка дифференциала. Она состоит из комплекта дисков, помещенного в корпус, наполненного силиконовой жидкостью. Диски соединяются со ступицами колес и корпусом муфты. Когда скорости мостов начинают различаться, силикон становится более вязким, блокируя диски. Недостатками устаревшей конструкции можно назвать склонность к перегреву во время работы, а также действие с запозданием.

Дифференциал Torsen, в силу ограниченной прочности, применяется на «паркетных» внедорожниках и универсалах повышенной проходимости. Как и вискомуфта, он перебрасывает крутящий момент на ось, которая меньше всего проскальзывает. Актуатор дифференциала Торсена способен распределить не более 80% тяги на загруженную ось: мост, который пробуксовывает, в любом случае будет иметь не менее 20% крутящего момента. Конструкция дифференциала состоит из червячных шестерней, за счет трения которых образуется блокировка.

Управление раздаточной коробкой

Старые внедорожники, грузовики и спецтранспорт обычно имеют ручное (механическое) управление «раздаткой». Для подключения или отключения одного из мостов, а также для включения дифференциала или пониженного ряда используется рычаг, обычно расположенный в полу кабины рядом с рычагом КПП. Для его включения иногда требуется полная остановка автомобиля.

Более новые модели имеют ручное электрическое управление: все режимы работы раздаточной коробки выбираются при помощи кнопок на приборной панели. Если в «раздатке» есть синхронизатор, то остановка автомобиля не потребуется.

В современных автомобилях применяют автоматическое управление раздаточной коробкой. При выборе автоматического режима бортовой компьютер сам определяет пробуксовку мостов, после чего перенаправляет крутящий момент. Если нужно, включает блокировку дифференциала. Водитель может отключить автоматику и выполнять все работы на ходу самостоятельно. Рычаг управления отсутствует.

Все виды кроссоверов и универсалов повышенной проходимости имеют полностью автоматизированный механизм управления раздаточной коробкой. Водитель не может сам управлять механизмом, так как все решения принимаются электроникой.

Ссылка на основную публикацию