Раздаточная коробка.
Раздаточная коробка является неотъемлемым атрибутом автомобиля, оборудованного системой полного привода. Раздаточная коробка имеет следующее предназначение:
•распределяет крутящий момент по осям автомобиля;
•увеличивает крутящий момент при движении по плохим дорогам и бездорожью.
Конструкция раздаточной коробки различается в зависимости от вида системы полного привода. Вместе с тем, можно выделить следующее общее устройство раздаточной коробки:
•ведущий вал;
•межосевой дифференциал;
•механизм блокировки межосевого дифференциала;
•вал привода задней оси;
•цепная (зубчатая) передача;
•понижающая передача;
•вал привода передней оси.
Ведущий вал передает крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке.
Межосевой дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между осями и позволяет им вращаться с разными угловыми скоростями. Межосевой дифференциал может быть симметричным и несимметричным.
Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент между осями поровну, несимметричный – в определенном соотношении. В раздаточных коробках, используемых в системах полного привода подключаемого автоматически и полного привода подключаемого вручную межосевой дифференциал, как правило, не применяется.
Для полной реализации полноприводных возможностей предусматривается блокировка межосевого дифференциала. Под блокировкой межосевого дифференциала понимается полное или частичное выключение дифференциала, обеспечивающее жесткое соединение передней и задней осей между собой. Блокировка может осуществляться автоматически или вручную.
Современными механизмами автоматической блокировки межосевого дифференциала является:
•вискомуфта;
•самоблокирующийся дифференциал Torsen;
•многодисковая фрикционная муфта.
Схема вязкостной муфты
Вязкостная муфта (вискомуфта) является наиболее простым и недорогим устройством автоматической блокировки дифференциала. Работа муфты основана на возникновении блокирующего момента при разности угловых скоростей осей. Конструктивно муфта состоит из набора перфорированных дисков, половина из которых соединена со ступицей, другая – с корпусом муфты. Диски помещены в силиконовую жидкость. При проскальзывании одной из осей увеличивается частота вращения определенных дисков, силиконовая жидкость становиться более вязкой (густеет) и муфта блокируется – образуется связь ступицы с корпусом муфты. К недостаткам вискомуфты можно отнести срабатывание с запаздыванием, неполная блокировка межосевого дифференциала, перегрев при длительном использовании, несовместимость с системой ABS.
Самоблокирующийся дифференциал Torsen представляет собой конструкцию, состоящую из червячных шестерен: ведущих (сателлиты) и ведомых (солнечные шестерни приводов осей). Блокировка в дифференциале происходит за счет сил трения в червячной передаче. При движении по твердому покрытию устройство работает как обычный межосевой дифференциал и распределяет крутящий момент по осям в равных отношениях. При проскальзывании одной из осей крутящий момент перебрасывается на ось с лучшими сцепными свойствами, при этом соотношение крутящих моментов может достигать 20:80. Ввиду ограничений по прочности конструкции дифференциал Torsen не применяется на внедорожных автомобилях.
Многодисковая фрикционная муфта представляет собой набор фрикционных дисков с контролируемой степенью сжатия (блокировки). Муфта обеспечивает распределение крутящего момента между осями в зависимости от дорожных условий. В нормальных условиях крутящий момент распределяется по осям в равных отношениях. При проскальзывании одной из осей фрикционные диски сжимаются, чем достигается частичная или полная блокировка межосевого дифференциала. Крутящий момент перераспределяется на ось, имеющую лучшее сцепление с дорогой. Для выполнения своих функций муфта может иметь электрический (электродвигатель) или гидравлический (гидроцилиндр) привод и электронную систему управления.
Ручная (принудительная) блокировка дифференциала производится водителем с помощью механического, пневматического, электрического или гидравлического привода. На некоторых конструкциях предусмотрены функции как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала.
Вал привода задней оси выполнен, как правило, соосно с ведущим валом.
Цепная передача обеспечивает передачу крутящего момента на переднюю ось. Она включает ведущее и ведомое зубчатые колеса и приводную цепь. Вместо цепной передачи в раздаточной коробке может использоваться цилиндрическая зубчатая передача. Раздаточная коробка в системе автоматически подключаемого полного привода представляет собой, как правило, конический редуктор.
Понижающая передача служит для увеличения крутящего момента при движении по плохим дорогам и бездорожью. Она присутствует в отдельных конструкциях раздаточных коробок внедорожных автомобилей. На современных автомобилях понижающая передача выполнена в виде планетарного редуктора.
В раздаточной коробке, устанавливаемой на автомобили с системой полного привода подключаемого вручную, предусмотрена возможность подключения переднего моста (в данном контексте мост и ось синонимы) в раздаточной коробке. Отдельные конструкции раздаточных коробок системы постоянного полного привода имеют функцию отключения передней оси.
Режимы работы раздаточной коробки определяются ее конструкцией. В совокупности раздаточная коробка может иметь следующие режимы работы:
•включен задний мост;
•включены оба моста;
•включены оба моста при блокировке межосевого дифференциала;
•включены оба моста на понижающей передаче при блокировке дифференциала;
•включены оба моста при автоматической блокировке дифференциала.
Переключение режимов осуществляется с помощью рычага управления, копок на панели приборов или поворотного переключателя.
1.вал привода задней оси
2.самоблокирующийся межосевой дифференциал
3.маслосборник
4.ведущий вал
5.картер раздаточной коробки
6.вал привода передней оси
7.цепная передача
Схема вязкостной муфты
1.ведомая ступица
2.корпус муфты, связанный с приводным валом
3.ведомый диск
4.ведущий диск
Схема дифференциала Torsen
1.корпус дифференциала
2.солнечная шестерня привода передней оси
3.червячные шестерни
4.солнечная шестерня привода задней оси
5.фланец вала привода задней оси
6.ось червячной шестерни
7.сателлит
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.
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:
«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.
Раздатка. Раздаточная коробка
Раздаточная коробка или как её называют в народе раздатка широко и давно известный автомобильный агрегат, при помощи которого появляется возможность распределить крутящий момент полученный от двигателя (и пройденный через коробку передач. В этой статье мы рассмотрим основные виды раздаточных коробок и их принцип работы.
Что такое раздатка. Назначение раздаточной коробки
Но большинство потребителей не сразу поняли всю выгоду от «коробки скоростей» (такое название была дано раздаточной коробке после её изобретения) и отнеслись довольно таки скептически к данному новшеству. Но после применения раздатки в полноприводных грузовых автомобилях интерес у производителей и конечных потребителей к нему возрос. Хоть основной функцией данного узла и является распределение крутящего момента, у большинства его модификаций есть и дополнительная функция в виде увеличения передаточного числа.
Данная функция позволяет увеличить тяговые характеристики автомобиля, тем самым повышает проходимость транспортного средства, что очень полезно при передвижении по бездорожью.
Основные функций раздаточной коробки можно выделить:
Устройство раздаточной коробки. Конструкция.
Обычно раздаточная коробка крепится на лонжеронах автомобиля с помощью кронштейнов с подушками (буферами) функцией которых является гашение вибрационных нагрузок, но на разных автомобилях схема расположения раздатки может иметь разные варианты установок.
Раздатка в зависимости от модели может иметь разное устройство, но так как принцип работы раздаточной коробки вне зависимости от модели практически одинаков, то и её устройство имеет общие основные элементы:
Все данные элементы постоянно смазываются при помощи трансмиссионного масла, которое находится в корпусе раздаточной коробки, тем самым обеспечивая смазку всех внутренних элементов.
Виды раздаточных коробок
Среди массы модификаций, можно выделить основные типы раздаточных коробок:
1. По расположению валов привода ведущих мостов
2. По приводу ведущих мостов
Режимы работы раздаточной коробки.
Режим работы раздаточной коробки в зависимости от конструктивных особенностей может подразделяться на несколько видов:
Переключение раздаточной коробки от одного режима работы к другому происходит при помощи рычага (на старых поколениях автомобилей с полным приводом) и с помощью кнопок. Само переключение может осуществляться механическим, электрическим, пневматическим и даже с гидравлическим приводом.
Принцип работы и схема раздаточной коробки.
Наверняка, многие, кто сталкивался с полноприводными автомобилями задавался вопросом: как работает раздатка? Принцип работы раздаточной коробки во многом зависит от его конструкции.
Схема и принцип работы простейшей раздаточной коробки выглядит примерно таким образом: коробка передач передает крутящий момент на ведущий вал раздаточной коробки (иногда между коробкой передач и раздаткой стоит ретардер), который в свою очередь передает момент на межосевой дифференциал.
Межосевой дифференциал распределяет крутящий момент между валом привода задней оси и валом привода передней оси (он также имеет важную функцию – он дает возможность вращаться осям с разной угловой скоростью). Дальше в зависимости от режима работы раздаточной коробки крутящий момент передается либо на оба моста, либо только на один. Здесь также важным элементом является механизм блокировки межосевого дифференциала, в задачи которого входит полное или частичное отключение межосевого дифференциала. Данная функция обеспечивает жесткое сцепление и, соответственно, одинаковую скорость вращения валов привода переднего и заднего моста.
Видео о том как работает раздаточная коробка
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:
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:
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:
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:
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.
Режимы работы раздаточной коробки
В зависимости от конструкции раздатки водителем могут быть использованы несколько режимов работы:
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:
Читайте также: В чем отличие роботизированной коробки передач от автоматической и что лучше.