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.
«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.
Раздаточные коробки
Мощность, отобранная от двигателя посредством сцепления и коробки передач, направляется к ведущим колесам автомобиля через карданную и главную передачу. Для автомобилей с одним ведущим мостом в данном случае поток мощности следует в одном направлении, а вот для автомобилей, имеющих два и более ведущих мостов, необходимо мощность двигателя распределить между всеми ведущими колесами пропорционально преодолеваемой ими нагрузке. В таких автомобилях для распределения крутящего момента между ведущими мостами применяются раздаточные коробки.
Кроме того, установка понижающей передачи в раздаточной коробке позволяет значительно увеличить передаваемый крутящий момент и тяговую силу, способствуя повышению проходимости автомобиля. Поэтому многие раздаточные коробки способны выполнять две основные функции – распределение крутящего момента от двигателя между всеми ведущими колесами, а также изменение, при необходимости, величины передаваемого крутящего момента.
Раздаточные коробки классифицируются по ряду признаков:
- по числу передач – одноступенчатые и двухступенчатые;
- по расположению ведомых валов – соосные и несоосные;
- по приводу ведомых валов – с бездифференциальным (блокированным) приводом и с дифференциальным приводом.
Основные типы раздаточных коробок представлены на рис. 1.
Одноступенчатые раздаточные коробки обычно применяются на полноприводных легковых автомобилях, где значительное увеличение силы тяги может привести к нежелательным перегрузкам агрегатов трансмиссии.
Двухступенчатая раздаточная коробка удваивает число передач и расширяет диапазон передаточных чисел, применяется на грузовых автомобилях с целью повышения тяговых качеств. По сути, такая раздаточная коробка является не только распределителем потока мощности, но и своеобразным демультипликатором, повышающим динамические возможности автомобиля путем увеличения тягового усилия на ведущих колесах.
Раздаточные коробки с соосными валами находят наибольшее применение, так как в них легко осуществить дифференциальный привод ведомых валов путем установки межосевых дифференциалов. Кроме того, с помощью несимметричного дифференциала крутящий момент может быть распределен между ведущими осями пропорционально вертикальным нагрузкам на них.
Дифференциальный привод ведомых валов позволяет колесам разных мостов вращаться с различными угловыми скоростями, что исключает циркуляцию мощности в трансмиссии. В таких раздаточных коробках передний мост включен постоянно, что упрощает управление раздаточной коробкой. Однако в определенных условиях на автомобиле с неблокируемым межколесным дифференциалом при буксовании одного из колес движение будет невозможно. Поэтому обязательно должно быть устройство для блокировки межосевого дифференциала.
Несоосные раздаточные коробки , как правило, бездифференциальные. Так как при движении автомобиля по неровным дорогам колеса разных мостов проходят различный путь, то при включенном переднем мосте это приводит к возникновению циркуляции мощности. Поэтому передний мост при движении по дорогам с твердым покрытием должен отключаться, чтобы предотвратить значительное изнашивание шин.
Кроме того, в таких раздаточных коробках обязательно должен быть устройство, блокирующее включение пониженной передачи при выключенном переднем мосте. Делается это для того, чтобы не допустить передачу чрезмерного крутящего момента на задний мост или заднюю тележку.
Раздаточная коробка ГАЗ-66
Раздаточная коробка с блокированным приводом мостов автомобиля ГАЗ-66-11 (рис. 2) включает в себя картер 1, первичный вал 2, вал 3 привода заднего моста, промежуточный вал 11, вал 9 привода переднего моста, зубчатые колеса и механизм переключения передач.
Пониженная передача имеет передаточное число 1,98, прямая – 1, т. е. раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-66 способна выполнять дополнительно функцию демультипликатора.
Привод управления раздаточной коробкой механический, дистанционный.
Картер 1 отлит из серого чугуна и является базовой деталью, внутри которой устанавливаются валы с зубчатыми колесами.
Первичный вал 2 является ведущим элементом раздаточной коробки. На переднем конце вала нарезаны шлицы для установки фланца, к которому крепится карданный вал, связанный с коробкой передач. Первичный вал установлен в двух подшипниках.
Передний подшипник – шариковый, жестко фиксирует вал в стенке картера от осевого смещения. Подшипник закрыт крышкой, в которой установлена самоподжимная уплотнительная манжета, работающая по поверхности ступицы фланца.
Задний подшипник роликовый цилиндрический (допускающий температурное изменение длины вала) установлен в расточке зубчатого колеса 4 вала привода заднего моста. На заднем шлицованном конце вала установлено подвижное зубчатое колесо 3 включения заднего моста и пониженной передачи.
Вал привода заднего моста 5 является ведомым валом раздаточной коробки. Вал вращается на двух подшипниках, один из которых установлен в задней стенке картера, а другой – в крышке. Наружный конец вала шлицованный. На нем установлен фланец, к которому крепится карданный вал заднего моста.
В средней части вала установлена шестерня 6 привода спидометра.
Вал имеет уплотнительную манжету.
Промежуточный вал 11 вращается на двух шариковых подшипниках, установленных в стенке картера. По всей длине вала выполнены шлицы, на которых установлены два зубчатых колеса. Зубчатое колесо 10 пониженной передачи установлено неподвижно с помощью стопорного кольца, а зубчатое колесо 7 включения переднего моста имеет возможность перемещаться вдоль вала. Концы вала закрыты крышками.
Вал привода переднего моста 9 также установлен на двух подшипниках. На шлицах вала неподвижно закреплено зубчатое колесо 8 привода переднего моста, а на противоположном конце – фланец крепления карданного вала переднего моста.
Вал уплотняется уплотнительной манжетой.
Механизм переключения передач (рис. 2, б) состоит из двух штоков 12 и 18 с вилками 13 и 17, фиксаторов и блокирующего устройства.
Перемещение с помощью механизма переключения передач зубчатого колеса 3 в сторону вала привода заднего моста и введение его в зацепление с внутренним зубчатым венцом зубчатого колеса 4 обеспечивает включение прямой передачи, при которой крутящий момент передается напрямую с первичного вала 1 на вал 5 привода заднего моста.
Зубчатые колеса 4 и 8 связаны через валы привода мостов с колесами передней и задней осей и, поскольку они имеют одинаковый диаметр и число зубьев, вращаются с равными угловыми скоростями. Поэтому перемещением подвижного зубчатого колеса 7 можно включить передний мост прямо на ходу при движении автомобиля на прямой передаче.
Включение пониженной передачи вследствие отсутствия синхронизаторов производится перемещением и введением в зацепление зубчатого колеса 3 с зубчатым колесом 10 промежуточного вала только при полной остановке автомобиля.
Блокирующее устройство механизма переключения передач не позволяет включить пониженную передачу без выключения переднего моста и выключить передний мост при включенной пониженной передаче. Осуществляется это благодаря двум сухарям 15, расположенным между штоками, на боковых поверхностях которых выполнены выемки различной глубины.
На штоке 12 включения пониженной передачи имеется три выемки (лунки). Между выемками соответствующими нейтральной передаче и прямой передаче, боковая поверхность ползуна сточена под лыску, поэтому при перемещении штока во время включения прямой передачи сухарь сдвигается на относительно небольшое расстояние, сжимая пружину 16.
При перемещении штока в другую сторону для включения пониженной передачи при том же положении штока 18 включения переднего моста невозможно, так как из-за отсутствия лыски сухарь должен будет сместиться на большее расстояние, что приведет к упору его в противоположный сухарь. Перемещение штока 12 будет возможным, только если будет включен передний мост и напротив сухарей окажется более глубокая выемка штока 18.
После включения пониженной передачи сухарь устанавливается в неглубокой выемке штока 12, что приводит к блокированию штока 18 включения переднего моста. Выключить передний мост можно только после выключения пониженной передачи.
Раздаточная коробка КамАЗ
На автомобиле КамАЗ-4310 установлена механическая двухступенчатая раздаточная коробка с несимметричным межосевым дифференциалом (рис. 3).
Передаточные числа: первая (понижающая) передача – 1,692, вторая (повышающая) передача – 0,917. Поэтому на понижающей передаче раздаточная коробка выполняет дополнительно функцию демультипликатора, а на повышающей – делителя (мультипликатора).
Раздаточная коробка выполнена по трехвальной схеме с соосными выходными валами.
Редуктор раздаточной коробки состоит из картера 10, первичного вала 1, промежуточного вала 21, вала 18 привода переднего моста, межосевого дифференциала, вала 9 привода заднего моста. Все зубчатые колеса редуктора постоянного зацепления со спиральными зубьями.
Картер раздаточной коробки литой, с вертикальным разъемом. В верхней части картера имеется люк, закрытый крышкой, для установки коробки отбора мощности. В гнездо заднего торца картера может устанавливаться односкоростная коробка отбора мощности для привода лебедки, связанная с первичным валом 1 через зубчатое колесо 4.
Первичный 1 и промежуточный 21 валы вращаются на цилиндрических радиальных подшипниках, дифференциал – на цилиндрическом и шариковом радиальных подшипниках. Шарикоподшипник первичного вала воспринимает только осевые нагрузки и установлен в крышке первичного вала с радиальным зазором.
К ведущему зубчатому колесу 2 первичного вала приварено зубчатое колесо 3 отбора мощности. Зубчатое колесо 7 понижающей передачи и зубчатое колесо 14 повышающей передачи установлены на роликоподшипниках с алюминиевыми сепараторами.
Дифференциал – планетарного типа с четырьмя сателлитами 8, солнечным зубчатым колесом 13 и коронным зубчатым колесом 11, соединенным с валом 9 привода заднего моста. Момент вращения от солнечного зубчатого колеса 13 передается на вал 18 привода переднего моста.
При незаблокированном дифференциале обеспечивается распределение крутящих моментов между передним и задними мостами в соотношении 1:2, в соответствии с вертикальными нагрузками на передний мост и заднюю тележку.
В зависимости от дорожных условий дифференциал может быть заблокирован, и тогда валы привода переднего и заднего мостов вращаются как одно целое.
Смазывание зубчатых колес раздаточной коробки осуществляется разбрызгиванием. Для подачи смазочного материала к подшипникам зубчатого колеса понижающей передачи промежуточного вала в картере раздаточной коробки имеется маслосборник (карман) 6, соединенный через отверстия в картере крышки подшипника, штуцере и валу с подшипниковой зоной.
Для включения повышающей передачи муфта 15 вводится в зацепление с зубчатым венцом зубчатого колеса 14. В этом случае крутящий момент от первичного вала 1, через ведущее зубчатое колесо 2, промежуточное зубчатое колесо 22, зубчатое колесо 14 повышающей передачи, муфту 15 передается на водило 16 дифференциала и распределяется между валами привода ведущих мостов.
Для включения понижающей передачи необходимо муфту 5 сместить вправо. При этом соединятся зубчатые колеса 22 и 7 и крутящий момент от ведущего зубчатого колеса 2 первичного вала 1, через промежуточное зубчатое колесо 22 и муфту 5 будет передаваться на зубчатое колесо 7 понижающей передачи, далее через ведущее зубчатое колесо 12 дифференциала на водило 16 и распределяться между валами привода мостов.
Переключение передач в раздаточной коробке осуществляется дистанционно – мембранными пневматическими камерами. Воздух в пневматические камеры переключения передача подается электропневматическими клапанами (рис. 3, а), управляемыми из кабины водителя трехпозиционным переключателем.
Блокировка дифференциала происходит при введении в зацепление муфты 17, сидящей на шлицах вала 18 привода переднего моста с зубчатым сектором на передней части водила 16.
Включение блокировки межосевого дифференциала осуществляется также мембранной пневматической камерой 19, воздух в которую подается через пневматический кран, установленный в кабине под панелью приборов.
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.
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.
