Раздаточная коробка (или раздатка) - это неотъемлемая часть каждого Ее функция заключается в распределении крутящего момента (в дальнейшем КМ) по осям машины, а также в его увеличении при передвижению по бездорожью или плохим дорогам.
Коробка раздаточная имеет следующее устройство:
Вал ведущий передает крутящий момент (в дальнейшем КМ) от коробки скоростей к коробке раздаточной;
Дифференциал межосевой нужен для распределения КМ между двух осей;
Механизм, блокирующий дифференциал межосевой, обеспечивает более сильное соединение задней и передней осей. Блокировка осуществляется вручную или автоматически;
Передача цепная (или зубная), валы привода задней и передней оси, передача понижающая.
Для более полной реализации возможностей полноприводной машины применяется механизм, блокирующий дифференциал межосевой, то есть частичное или полное его выключение. Современные механизмы автоблокировки - это муфта фрикционная многодисковая, дифференциал самоблокирующийся и вискомуфта.
Вискомуфта (другое название - вязкостная муфта) - это наиболее недорогое и простое устройство. Ее работа основана на появлении блокирующего элемента при некоторой разности скоростей осей. Раздаточная коробка чаще всего оборудуется именно вискомуфтой.
Дифференциал самоблокирующийся представляет собой особую конструкцию, которая состоит из червячных шестерен - ведомых и ведущих. Блокировка становится возможной за счет трения в Так как такой дифференциал имеет ограничения по прочности, то его не применяют на внедорожниках.
Фрикционная многодисковая муфта распределяет КМ между осями в зависимости от внешних условий. При этом КМ перераспределяется на ту ось, которая имеет лучшее сцепление с дорогой. Для обеспечения работы такой муфты раздаточная коробка может быть оборудована гидравлическим или электрическим приводом, а также электросистемой управления.
Блокировка принудительная (или ручная) возможна только при помощи водителя. В этом случае используется гидравлический, электрический или механический привод.
Функция цепной передачи заключается в передаче КМ на переднюю ось машины. Она включает ведомое и ведущее а также цепь приводную. Вместо цепной, раздаточная коробка может быть оборудована зубчатой цилиндрической передачей. На современных машинах выглядит как планетарный редуктор.
На некоторых автомобилях с системой 4х4 есть возможность подключения переднего привода вручную (например, Некоторые конструкции имеют системы постоянного привода с возможностью отключения передней оси.
Раздаточная коробка может работать в нескольких режимах: включен мост задний; оба моста машины включены; работают оба моста при межосевого; работают оба моста на передаче понижающей при блокировке дифференциала; работают оба моста при автоблокировке дифференциала.
Переключение режимов происходит при помощи рычага, переключателя поворотного или кнопок на панели.
Автомобилей. Благодаря этому агрегату, происходит распределение крутящего момента по осям, а также его увеличение при движении автомобиля по местности со сложным рельефом.
Взгляд в прошлое
Первые полноприводные автомобили появились в начале двадцатого века. Это были легковые автомобили, предназначенные для участия в гонках по шоссе и по бездорожью. Публика отнеслась к изобретению прохладно, считая его баловством, и не собиралась переплачивать большие деньги за сомнительное удовольствие.
Казалось, идея умерла, никому не нужная. Но уже в десятых годах прошлого века конструкторы реанимировали ее, разработав полноприводные грузовые автомобили.
Перед разработчиками встал вопрос: как распределить крутящий момент между двумя ведущими мостами. Было ясно, что обычная коробка скоростей не может решить эту задачу.
После некоторых манипуляций появился совершено новый агрегат, который выполнял следующие задачи:
- создавал ряд передаточных отношений, способствующих согласованию скорости вращения коленвала, крутящего момента, выходящего из него, и скорости автомобиля;
- распределял крутящий момент между ведущими мостами;
- не препятствовал движению назад.
По привычке этот новый механизм долго еще называли коробкой скоростей. Но, в отличие от знакомой по не полноприводным автомобилям, эта коробка имела два выходных вала.
Но и эта разработка не имела успеха из-за высокой стоимости. Возможно, она так и канула бы в лету, но тут началась первая мировая война. А, как известно, военные действия ведутся не только вдоль дорог с твердым покрытием, приходится тащить пушки по бездорожью, да еще и в весеннюю распутицу. Вот тут-то и настал звездный час полноприводных автомобилей.
Назначение раздаточной коробки
Раздаточная коробка служит для распределения усилия на все ведущие мосты автомобиля. Кроме того, с ее помощью осуществляется включение и выключение ведущего переднего моста. Раздаточная коробка, как правило, имеет двухступенчатый редуктор. Под его воздействием меняются передаточные числа, и вдвое увеличивается количество передач автомобиля.
Первый ряд передаточных чисел получается при включении прямой (высшей) передачи. Второй ряд задействуется при понижении передачи. Это позволяет использовать автотранспорт в разных дорожных условиях.
В конструкции автомобилей высокой проходимости имеется устройство, не позволяющее включить понижающую передачу в тот момент, когда передний мост включен. Такое устройство предохраняет задний мост от перегрузки большим крутящим моментом.
Типы раздаточных коробок
1. С соосными приводными валами ведущих мостов. Этот тип широко применяется благодаря возможности использования единой главной передачи для переднего и заднего мостов.
2. С несоосными ведомыми валами. У них нет промежуточного вала. Компактность, бесшумность, высокий КПД – вот главные преимущества этого типа раздаточной коробки. К тому же она отличается небольшой металлоемкостью.
3. С блокированным приводом ведущих мостов. Позволяет использовать полную тяговую силу без пробуксовывания колес. С такой раздаточной коробкой передний мост включается только на труднопроходимых участках дороги. При движении автомобиля по твердому покрытию в целях экономии топлива и снижения степени изнашивания шин передний мост отключается.
4. С дифференциальным приводом ведущих мостов. В коробках этого типа применяется , позволяющий вращение ведущих валов с разными скоростями. У автомобиля, оснащенного такой коробкой, постоянно включен передний мост. Для повышения проходимости дифференциалы межосевые выполняются с принудительной блокировкой.
Устройство раздаточной коробки
Несмотря на различия конструкции раздаточных коробок, зависящих от системы полного привода, все они имеют общие основные узлы:
- вал ведущий;
- дифференциал межосевой;
- механизм, блокирующий межосевой дифференциал;
- приводной вал задней оси;
- зубчатая или цепная передача;
- передача понижающая;
- приводной вал передней оси.
Схема раздаточной коробки
Крутящий момент от коробки скоростей к раздаточной коробке передается через ведущий вал.
Распределяет крутящий момент между осями — дифференциал межосевой. Благодаря ему, оси могут вращаться с разными угловыми скоростями. Межосевой дифференциал бывает двух типов:
- симметричный (распределяет крутящий момент поровну);
- несимметричный (распределяет крутящий момент в различных соотношениях).
Служит для жесткого сцепления передней и задней осей.
Цепная передача передает крутящий момент на переднюю ось. Она состоит из зубчатых колес (ведущего и ведомого) и приводной цепи. Вместо цепной часто используют зубчатую передачу (цилиндрическую). В системе полного привода, автоматически подключаемого, раздаточная коробка выполнена в виде конического редуктора.
Назначение понижающей передачи – увеличение момента крутящего при движении автомобиля по бездорожью. Имеет конструкцию планетарного редуктора.
Режимы работы
Раздаточная коробка работает в пяти режимах.
1. Включена нейтраль.
2. Разблокирован дифференциал при включенной повышающей передаче: крутящий момент делится в соотношении 1:2.
3. Заблокирован дифференциал при включенной повышающей передаче: крутящий момент делится в зависимости от сцепления колес с дорожным покрытием.
4. Разблокирован дифференциал при включенной понижающей передаче: крутящий момент раздается в соотношении 1:2.
5. Заблокирован дифференциал при включенной понижающей передаче: передний и задний мосты работают как единое целое. Крутящий момент раздается в зависимости от степени сцепления колес с дорогой. В таком режиме проходимость автомобиля самая высокая.
Видео: 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.
Устройство раздаточной коробки автомобиля
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;
- межосевой;
- устройство блокировки дифференциала;
- зубчатая или цепная передача;
- понижающая передача.
В корпусе раздаточной коробки располагаются все элементы, включая понижающую передачу и межосевой дифференциал. , 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.
Межосевой 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.
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 . 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.
В теперешней жизни мы почти не попадаем на настоящее бездорожье. Оттого в перечне моделей среднестатистической фирмы автомобили с раздаточной коробкой встречаются все реже. Но все-таки они есть, и мы поговорим об этом самом «железном» из внедорожных агрегатов…
Упрощение и одинаковость конструкции автомобилей повышенной проходимости понятна.
Подавляющее большинство новых полноприводников построено по «легковой» схеме: поперечный двигатель спереди, постоянный привод на передние колеса и подключаемый с помощью дисковой муфты - на задние. Но в классе тяжелых внедорожных машин традиционно другой набор вездеходных ценностей, и раздаточная коробка для них - главный атрибут.
ОРТОДОКСЫ ЧЕСТНОГО ЖЕЛЕЗА
Раздаточная коробка - это самостоятельный довольно увесистый и сложный агрегат: нашпигованная шестернями, валами и муфтами часть трансмиссии между коробкой передач и ведущими мостами. Ее первое и основное назначение - разделять или раздавать в той или иной пропорции крутящий момент двигателя на оба ведущих моста - передний и задний.
Помимо распределительной функции, раздаточной коробке отдана еще одна - увеличивать крутящее усилие на колесах при одновременном понижении скорости передвижения. Так, на первой пониженной передаче по сравнению с первой повышенной примерно в три раза меньше скорость вращения колес и во столько же раз больше тяга на них. Редукторную часть раздаточной коробки иногда называют демультипликатором и обозначают чаще всего как 4L или просто L.
Таким образом, внутри единого корпуса «живут» два устройства. И если с демультипликатором все более-менее однозначно (от модели к модели меняется лишь передаточное отношение), то принципов раздачи крутящего момента по мостам несколько. Соответственно, различаются и конструкции раздаточных коробок.
НИЧЕГО БОЛЕЕ ПОСТОЯННОГО…
Первый принцип - он же первый и исторически - постоянный привод на задний мост с временным подключением переднего. Знатоки воскликнут «парт-тайм» и будут абсолютно правы. Такая трансмиссия более полувека доминировала во внедорожниках во многом благодаря простоте и выносливости конструкции. Примитивное подключение рычагом постепенно сменилось кнопочным управлением, но суть сохранилась.
Казалось бы, чего проще: на асфальте передний мост выключен, вне дорог - включен. Единственной загвоздкой оставался вопрос: когда именно надо подключать? Ведь позднее подключение «передка» на бездорожье чревато застреванием, а даже непродолжительное движение по асфальту в режиме 4х4 для большинства машин с part-time губительно технически.
Проблему решили инженеры Range Rover, заставив свою раздаточную коробку всегда приводить оба моста и заодно создав второй тип внедорожников. Разницу в скоростях переднего и заднего карданов гасит обыкновенный межосевой дифференциал. Симметричный, такой же как и между колесами. А для того чтобы трансмиссию постоянного полного привода уравнять по проходимости с подключаемой, установили еще и блокировку межосевого дифференциала. Наша родимая «Нива» - из этой оперы.
Итак, оба типа во внедорожном режиме жестко приводили две оси, а на асфальте постоянный полный привод доминировал благодаря тяге четырьмя колесами. Кроме того, постоянно полноприводные всегда во всеоружии - так сказать, всегда все включено.
ТЕРМИНОЛОГИЯ:
Строго говоря, фраза «разделяет момент между двумя мостами» полностью корректна только для тех внедорожников, у которых в действительности имеется два ведущих неразрезных моста. Поскольку независимые подвески неизбежно вытесняют зависимые, термин «мост» по отношению к внедорожнику теперь означает не саму по себе неразрезную балку с двумя колесами, а совокупность узлов подвески и трансмиссии, относящихся к передней или задней паре колес. С таким же успехом тут употребимо слово «ось».
Рукоять.
Нет ничего надежнее механического переключения раздатки. Пусть ручка вибрирует и требует усилий, но зато наглядна
Часть тяжелых внедорожников сейчас сочетает задний неразрезной мост с независимой подвеской спереди (Mitsubishi Pajero Sport, Toyota TLC200). По этой схеме построено и большинство пикапов. Некоторые компании в новых моделях полностью отказались от неразрезных мостов, заменив их независимой подвеской (Range Rover, Infiniti QX56, Jeep Cherokee). И только самые консервативные модели, доживающие свой долгий век на конвейере (Mercedes Gelandewagen, Land Rover Defender, UAZ), сохраняют верность полностью зависимой подвеске с двумя непробиваемо-крепкими мостами.
НЕ ВСЕ ХОРОШО, ЧТО ПОЛНО
Но есть и минусы. Раздаточная коробка получилась очень громоздкой, тяжелой и сложной. На том же Range Rover, чтобы сохранить большой дорожный просвет, пришлось поднимать ее над полом салона и фактически размещать в объемистом «ящике» - подлокотнике. Подобные факторы напрямую повлияли на цену машин с постоянным полным приводом. Кроме того, конструкции part-time были на голову надежнее и безболезненно «переваривали» гораздо большие перегрузки.
Сделать раздаточную коробку с межосевым дифференциалом компактнее, легче и дешевле заставил инженеров полноприводный бум, стартовавший к концу ХХ века. Появились варианты с цепью вместо тяжелых шестерен (Nissan Terrano и MMC L200), с планетарной конструкцией в приводе пониженной передачи. Но оставалась еще одна проблема - устойчивость постоянно полноприводного автомобиля в скользком повороте.
SUPERSELECT
Раздаточную коробку с таким названием применяет компания Mitsubishi. Звучит непонятно, а по сути - обе системы (part-time и постоянный полный привод с межосевым дифференциалом) «в одном флаконе». Четыре положения SuperSelect позволяют двигаться исключительно на заднем приводе при отключенном переднем, подключать передние колеса вместе с задними через межосевой дифференциал (длительный режим), делать то же, но с заблокированным межосевым дифференциалом (аналог подключенного part-time) и, наконец, добавлять к заблокированному «центру» «понижайку». С какой стороны ни взгляни - рай для джипера!
СВОБОДА, РАВЕНСТВО И… «УШИ»
Когда вам говорят, что свободный дифференциал, дескать, «отправляет» часть крутящего момента на то или иное колесо или мост - не верьте! В системах со свободным дифференциалом вся мощность всегда уйдет туда, где будет меньшее сопротивление.
Классика поведения подобной трансмиссии на обледенелом лесном повороте при избытке скорости: начало дуги под тягой - больше момента уходит назад и автомобиль напоминает заднеприводный. Вы сбрасываете газ перед самой крутой частью виража, и мгновенно вес автомобиля, а с ним и доля крутящего момента устремляются вперед - машина стала переднеприводной, заскользила наружу! Вы судорожно парируете снос рулем и, вспомнив переднеприводные заповеди, слегка добавляете газу… Снова схватывают задние колеса, и высокий пикап или внедорожник, окончательно развернувшись поперек дороги, улетает в кювет! Почему так происходит? Потому что в раздаточной коробке вашего вездехода ничто не регулирует направление и долю крутящего момента. Он весь уходит туда, где в данную долю секунды больше скользит, причем переброс мощности происходит при мизерной, незаметной водителю разнице в сцеплении колес.
Побороть губительную свободу симметричного дифференциала пытались разными способами. Лучше всего это получилось у систем электронной стабилизации, но мы сейчас не о них. Помимо симметричных, в «раздатках» стали применять несимметричные дифференциалы, заведомо раздающие больший крутящий момент назад. Технически они несложны, но позволяют почти всегда оставлять автомобиль немного более заднеприводным, уберегая от коварных перебросов мощности. Такой дифференциал стоит и в «раздатке» Audi Q7, и в «мицубишевском» SuperSelect II (33:67 %).
ОТБОР МОЩНОСТИ
Довольно редко от раздаточной коробки приводятся еще какие-то узлы, кроме мостов. Это может быть лебедка (на части Toyota Land Cruiser 80), разнообразные навесные агрегаты спецтехники (например, снегоочистители). Такую раздаточную коробку чаще называют коробкой отбора мощности.
Для нее используется специальная аббревиатура КОМ, дополнительные приводы вращают собственные карданные валы. Даже отечественный УАЗ-469 имел версию с КОМ для щетки под брюхом. За границей подобные коммунальные машины весьма широко используют и сегодня.
Разда́точная коробка - агрегат для распределения крутящего момента от двигателя на несколько приводных механизмов, которые в большинстве случаев, также увеличивают число передач в трансмиссии.
Распределяет крутящий момент между ведущими мостами таким образом, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления - «циркуляции мощности» в трансмиссии.
Увеличивает крутящий момент на ведущих колёсах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колёс при движении по плохим дорогам и бездорожью, а также на крутых подъёмах (см. демультипликатор).
Обеспечивает устойчивое движение автомобиля с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента.
Типы раздаточных коробок
Существует несколько типов раздаточных коробок, различающихся в зависимости от назначения автомашины, на которой они устанавливаются. Принято выделять три основных типа раздаток: по расположению валов привода ведущих мостов — с соосными и несоосными валами; по приводу ведущих мостов — с блокированным и дифференциальным приводом; — по числу передач — одно-, двух- или трехступенчатые.
Автомобили, оборудованные системой полного привода, обязательно оснащаются раздаточной коробкой.
Устройство раздаточной коробки и назначение ее деталей
Несмотря на некоторые отличия, можно выделить общее в устройстве всех раздаток.
Коробка состоит из:
- ведущего вала;
- межосевого дифференциала;
- механизма блокировки межосевого дифференциала;
- вала привода задней оси;
- цепной (или зубчатой) передачи;
- понижающей передачи;
- вала привода передней оси.
Крутящий момент передается ведущим валом от коробки передач к раздатке. В функцию межосевого дифференциала входит распределение крутящего момента между осями. Это дает им возможность вращаться с разными угловыми скоростями.
Симметричный межосевой дифференциал поровну распределяет крутящий момент между осями. Несимметричный осевой дифференциал распределяет тот же момент в определенном соотношении. Межосевой дифференциал не применяется в раздатках, установленных в системах полного привода с автоматическим и ручным подключением.
Механизм блокировки межосевого дифференциала предусматривает полное или частичное его отключение, благодаря чему обеспечивается жесткое соединение передней и задней осей между собой и полная реализация полноприводных возможностей автомобиля. Блокировка дифференциала может осуществляться вручную или автоматически.
Вал привода задней оси устанавливается соосно к ведущему валу. Функция цепной, или зубчатой, передачи заключается в обеспечении доставки крутящего момента на переднюю ось.
Цепная передача состоит из ведущего и ведомого колес и приводной цепи. Наряду с цепной, в раздаточной коробке может быть использована цилиндрическая зубчатая передача.
Понижающая передача служит увеличению крутящего момента при движении автомобиля по бездорожью. Она выполнена в форме планетарного редуктора и устанавливается в раздаточных коробках внедорожников.
Раздатки автомобилей с системой полного привода с ручным подключением предусматривают возможность использования передней оси. Раздаточные коробки постоянного полного привода включают функцию отключения переднего вала (оси).
Конструкция раздаточной коробки определяет режимы ее работы. Это может быть:
- включение заднего моста;
- включение двух мостов;
- включение двух мостов с блокировкой межосевого дифференциала;
- включение двух мостов на понижающей передаче с блокировкой межосевого дифференциала;
- включение двух мостов при автоматической блокировке межосевого дифференциала.
Переключить режимы работы раздаточной коробки можно при помощи рычага управления, поворотного переключателя или кнопок панели приборов.
Характерные поломки раздаточной коробки
Раздаточная коробка – сложный технический узел автомобиля, поэтому и причин его выхода из строя может быть множество.
Признаками поломки раздатки служат воющий звук при движении автомобиля на большой скорости, вибрация пола кузова в момент старта и разгона. Появившийся шум при повороте или пробуксовке колес также свидетельствует о проблемах в работе раздаточной коробки.
Довольно частыми поломками раздаточной коробки являются блокировка дифференциала и самопроизвольное выключение передач.
Во всех подобных случаях стоит сразу обратить на это внимание и обратиться к специалистам.
