Принцип работы раздаточной коробки

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.

Назначение узлов и принцип работы раздаточной коробки

Дифференциал межосевой

Эта деталь служит для того чтобы поделить крутящий момент на каждую ось. Именно это приводит к работе приводных валов с разной скоростью. Данная особенность важна при развороте или повороте автомобиля. Каждое колесо проходит определенное расстояние, поэтому требуется чтобы они крутились с неодинаковой скоростью. В случаях, когда автомобиль не имеет раздаточной коробки с межосевым дифференциалом, решить эту проблему можно отключив одну из осей. У неопытных водителей это не вызовет затруднений.

Сейчас читают

Двигатель Cummins Газель: технические характеристики

Воздушный фильтр нулевого сопротивления: есть ли смысл…

Существует два вида таких дифференциалов:

• симметричные;
• несимметричные.

Отличаются они по работе тем, что на первом крутящий момент распределяется на равные части, а на втором он в определенной зависимости. Дифференциалы имеют высокую себестоимость, поэтому и ремонт их обходится недешево.

Блокиратор для межосевого дифференциала

Чтобы транспортное средство могло чувствовать себя комфортно в полевых условиях, дифференциал между осями имеет блокиратор. Эта деталь предназначена для того, чтобы при необходимости обеспечить вращение колес с одинаковой скоростью. На таком устройстве можно блокировать колеса автоматически или самостоятельно. Ремонт блокиратора — процесс трудоемкий.

Блокиратор для межосевого дифференциала очень часто осуществляет свою деятельность с помощью вискомуфты. Она является простым и незамысловатым устройством, которое позволяет выполнять блокирующие функции. Работает вискомуфта следующим образом: она имеет специальные диски, которые находятся внутри специальной жидкости. Определенное количество дисков присоединены к корпусу, а все остальные со ступицей. Когда колеса автомобиля начинают буксовать, одни диски начнут движение быстрее чем другие, за счет этого температура жидкости повышается, что обеспечивает соединение корпуса и ступицы.

• «запоздалое» срабатывание, из-за чего колеса автомобиля начинают буксовать;
• все блокирование дифференциала невозможно выполнить;
• при наличии в машине ABS, блокиратор нельзя использовать из-за функциональных несостыковок;
• устройство перегревается при постоянной работе.

Дифференциал Torsen

Устройство работает за счет использования червячных передач. Когда автомобиль ровно идет по дороге, дифференциал делит крутящий момент равномерно на каждую сторону оси. Но когда начинается буксировка, за счет использования червячной передачи, крутящий момент переходит на другую ось. Водители отмечают, такие устройства не обладают большим запасом прочности, поэтому часто приходится осуществлять ремонт. Ставится дифференциал Torsen на кроссоверах.

Фрикционная муфта с множеством дисков

Данное устройство представляет собой несколько дисков, которые имеют определенную степень сжатия. Оно предоставляет возможность распределить вращающий момент исходя из предоставленных условий. При обычной работе, момент распределяется равномерно. Во время буксировки муфты сжимаются, из-за чего происходит полная или частичная буксировка дифференциала. Чтобы муфта работала, к ней прикрепляют специальный привод, который бывает как электрическим, так и гидравлическим.

Не многие знают что проводится блокировка дифференциала вручную с помощью разных приводов. Некоторые транспортные средства могут блокироваться как в автоматическом режиме, так и в ручном.

Передача за счет цепи

Цепь в раздатке была создана для перераспределения крутящего момента. Цепная передача является взаимодействием двух колес с зубьями и самой цепи. Бывают случаи, когда в коробке вместо цепной передачи используют зубчатую передачу. Если говорить о надежности, зубчатая считается лучше.

Особенности работы раздатки на УАЗе

Раздатка на УАЗ «Буханку» и другие модели Ульяновского завода включает несколько элементов. Она состоит из:

• ведущего вала;
• дифференциала;
• блокировки дифференциала;
• приводов задней/передней оси;
• зубчатой и понижающей передач;

Чтобы управлять раздаткой, в салон автомобиля выводятся специальные рычаги, позволяющие, не выходя на улицу управлять мостами: включить или выключить передний, включить оба одновременно и т. д.

Важным элементом конструкции выступает картер с крышкой, который закрепляется на задней стенке КПП. Для центрирования в устройстве используется шариковый подшипник раздатки УАЗ.

Картер с крышка связываются между собой штифтами и небольшими болтами. За раздаткой размещен механизм ручника. На подшипниках размещены: ведущий, промежуточный валы и валы, необходимые для одновременного привода обоих мостов.

Как работает коробка и нужна ли она?

Как работает?

Для начала разберёмся, как работает раздаточная коробка. Принцип работы раздаточной коробки заключается в том, что дифференциалы, которые бывают двух типов (симметричные и несимметричные) делят крутящий момент на оси. Первый вид механизма распределяет крутящий момент поровну, а второй — не поровну, в зависимости от заданных показателей. Так или иначе, благодаря этому прибору приводные валы могут работать с разной скоростью, что увеличивает манёвренность и устойчивость машины при повороте и при езде по бездорожью.

Принцип действия раздатки:

Также под дифференциалом может быть установлен блокиратор. Это устройство помогает заблокировать дифференциал, распределяющий крутящий момент. После такой блокировки колёса будут вращаться строго с одинаковой скоростью. Управлять этой функцией можно самостоятельно из салона автомобиля либо можно настроить автоматическую блокировку. Такая функция востребована на тех машинах, которым приходится ездить, например, по длинным полям.

У раздаточной коробки существует несколько режимов работы. Она может функционировать:

• при двух активных мостах и блокировке дифференциала, которая осуществляется в автоматическом режиме;
• при двух активных мостах, но на понижающей передаче с условием перманентной блокировки дифференциала;
• при двух работающих мостах и с условием перманентной блокировки дифференциала;
• при двух работающих мостах;
• при условии работы только заднего моста.

Если коробка не работает

Неисправности раздаточной коробки бывают разными. Однако существует несколько наиболее часто встречающихся недугов прибора:

• Сложно включаются передачи. Если у вас наблюдается такая проблема, проверьте штоки и вилки прибора. Они могли износиться в результате долгой эксплуатации. Если это так, следует заменить их как можно скорее. Также причиной могут стать задиры, образовавшиеся на зубчатых колёсах. Если ни одна из указанных причин не касается вас, остаётся лишь проверить фиксаторы. Возможно, указанная проблема вызвана их расхлябанностью.
• Передачи автоматически выключаются на ходу. Скорее всего, необходимо заменить шестерни. Их зубья наверняка уже успели износиться. Если шестерни в порядке, проверьте целостность креплений вилок. Они могут соскакивать.
• Коробка ужасно шумит. Для начала вспомните, какие смазывающие вещества вы используете? Возможно, их вязкости недостаточно и нужно подобрать что-то более густое. Зубчатые колёса могли прийти в негодность. Тогда их нужно заменить. Эта же причина может быть вызвана проблемами при работе сцепления или стиранием подшипников.
• Вытекает масло из РК. Если вы определили, что масло течёт именно из неё — просто купите новые прокладки и попросите мастера их установить.

К сожалению, самостоятельно починить коробку любителю почти невозможно. Единственное, что новичок в ремонтном деле сможет сделать своими руками — произвести замену масла. Для всех остальных процедур потребуется помощь специалиста.

Нужна ли раздаточная коробка?

Как и у любого механизма, у РК есть свои преимущества и недостатки.

Начнём, пожалуй, с минусов. Точнее, с одного, но существенного минуса раздаточной коробки. Дело в том, что большинство её деталей довольно дорого стоят. Поэтому их замена обойдётся недёшево. А те детали, которые продаются по приемлемым ценам, сложны в починке, поэтому тоже могут потребовать средств от автовладельца на работу мастера.

• При работе «раздатки» во время движения автомобиля на низкой скорости крутящий момент передаётся на оси. Это увеличивает проходимость внедорожника.
• Примечательно, что при работе «раздатки» большой крутящий момент не может потеряться. Это достигается благодаря демультипликатору. Он является помощником машины в сокращении интенсивности кручения валов привода.
• Также у водителя автомобиля, оснащённого раздаточной коробкой, есть возможность самостоятельно определять число передачи.
• При езде в сложных условиях РК станет другом и помощником автомобилиста, помогая его «железному коню» эффективно преодолевать ландшафтные препятствия.
• Ну и, конечно, одно из ведущих преимуществ заключается в том, что работа раздаточной коробки продляет жизнь трансмиссии.

Но не стоит забывать, что никакая раздаточная коробка не умаляет важности мастерства водителя, решившего проехать на внедорожнике по сложным участкам. Ведь даже при управлении самым «навороченным» авто неопытность ездока может сыграть с ним злую шутку

Назначение раздаточной коробки

Назначение раздаточной коробки (РК) состоит в распределении передающего усилия между ведущим и дополнительными мостами. Так же раздатка позволяет включать либо выключать ведущий мост и в некоторых случаях понижать или повышать передаточное число и тем самым увеличивать в двое количество существующих передач применяемых для коробки передач машины.

Схема полного привода с раздаточной коробкой передач

Такое вождение особенно важно при движении по хорошей автостраде, раздаточная коробка передач позволяет отключить дополнительный мост, тем самым снимается нагрузка на двигатель, трансмиссию уменьшается расход топлива. Создание раздаточной коробки идёт с начала двадцатого века, когда начинались развиваться гонки на автомобилях по шоссе и в условиях бездорожья. Особенно применение такого агрегата нужно для грузовой техники, где планировалось использование дополнительного осевого моста

Необходимо было как то сбалансировать крутящийся момент между двумя мостами

Особенно применение такого агрегата нужно для грузовой техники, где планировалось использование дополнительного осевого моста. Необходимо было как то сбалансировать крутящийся момент между двумя мостами.

Как только автомобиль попадает в условия бездорожья, то применение раздатки совместно с межосевым дифференциалом помогают двигателю распределить вращающийся момент к мостам в необходимом пропорциональном соотношении веса нагрузки, обеспечивая равномерно колёсам разных мостов вращаться с одинаковой скоростью, тем самым снижается нагрузка в трансмиссии и уменьшается износ механизмов, а главное, автомобиль преодолевает препятствия и движется равномерно в плохих дорожных условиях.

Режимы работы

На постоянной основе в условиях грунтовых дорог сельской местности пользуются автоматическим режимом работы включения переднего моста. Для уменьшения износа деталей узла в условиях полевых работ в составе землеобрабатывающих агрегатов — на пахоте, культивации целесообразно пользоваться принудительным режимом работы ПВМ. В условиях постоянного движения по дорогам с твёрдым сухим покрытием рекомендуется отключить привод переднего моста.

Орган управления передним мостом

Рычаг управления находится по правую сторону места водителя и соединён с тягой, проходящей через полик кабины. Рукоятка управления имеет три положения:

• среднее — включён автоматический режим
• нижнее — передний мост выключен
• верхнее — ПВМ включён в принудительном режиме

В поздних версиях трактора управление осуществляется рычагом, в старых изменением положением рукоятки.

Автоматическое включение

В автоматическом режиме раздатка передаёт вращение только при возникновении пробуксовки задних ведущих колёс. При этом выбором положения рычага управления, скользящий по шлицам вала блок входит в зацепление своим меньшим зубчатым венцом только с ведомой обоймой обгонной муфты. Это обеспечивает независимое вращение обеих частей обгонной муфты в разблокированном положении. Включение передачи мощности происходит за счёт заклинивания роликов в пазах и соединении обеих обойм при замедлении скорости вращения ведомой обоймы механизма относительно скорости постоянно вращающейся ведущей части муфты раздаточной коробки.

Режимы работы узла

Передаточные числа механизма рассчитаны так, что ведомая обойма роликовой муфты, получая вращение от пассивного перекатывания передних колёс трактора, вращается на 6% быстрее, чем ведущая обойма механизма. Таким образом, при стандартном движении трактора срабатывание муфты не происходит и крутящий момент на передний мост от КПП не передаётся. При естественном замедлении движения передних колёс в результате буксования задних ведущих колёс, передаваемая на ведомую обойму обгонного механизма скорость вращения снижается, а скорость ведущей шестерни остаётся неизменной. В момент уравнивания скоростей вращения обеих частей механизма ролики заходят в клиновые пазы, заставляя вращаться детали как одно целое. С моментом срабатывания мощность передаётся на колёса переднего моста трактора до прекращения буксования задних колёс. Когда скорость вращения ведомой обоймы вырастит за счёт обратного получения вращения от передних колёс — ролики выйдут из пазов и муфта автоматически рассоединится.

Принудительный режим

Включается введением зацепление зубчатого скользящего блока с обеими, внутренними зубчатыми венцами наружной ведущей и внутренней ведомой обойм обгонной муфты. Соединением трёх частей механизма образуется единый жёсткий блок, который принимает вращение от промежуточной шестерни в КПП с последующей передачей через фланцевый хвостовик вала раздатки на карданный привод ПВМ. Такое включение обеспечивает постоянную передачу мощности на передний мост.

Отключение ПВМ

При выборе положения, когда зубчатый блок выходит из зацепления с обеих венцов двух частей обгонной муфты, происходит полное отключение привода ПВМ. При этом ведущая, ведомая части обгонного механизма и зубчатый блок вращаются независимо друг от друга, то есть автоматический и принудительный режимы отключены.

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

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.

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.

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.

Что такое раздаточная коробка

В автомобилях с моноприводом крутящий момент, созданный двигателем и преобразованный , 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.