Для чего автомобилю раздатка и как она устроена

Что такое раздаточная коробка

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

Раздаточная коробка в автомобиле

Задачу распределения усилия от двигателя между передней и задней осями выполняет раздаточная коробка

Подобно коробке передач, она способна до определенной степени увеличить значение крутящего момента, что особенно важно при эксплуатации автомобиля в условиях тяжелого бездорожья

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

УСТРОЙСТВО И РАЗНОВИДНОСТИ

Для примера рассмотрим устройство самой простой раздатки – шестеренчатого типа. Такие агрегаты уже несколько вытеснились иными типами, но при этом считаются одними из самых надежных и «настоящих» раздаточных коробок. Состоит шестеренчатая раздаточная коробка из 4-х валов, размещенных в корпусе – ведущего, ведомого, промежуточного вала и привода второго моста. На всех валах расположены шестерни, взаимодействующие между собой.

Ведущий и ведомый валы установлены на одной оси и имеют постоянное зацепление между собой. Это дает постоянную передачу вращения на один из мостов, то есть одна ведущая ось на автомобиле работает все время.

Промежуточный вал в раздатке посредством своих шестерен, зацепленных одновременно с шестеренками ведущего вала и привода второго моста, обеспечивает передачу крутящего момента на последний, поэтому вторая ось тоже получает вращение и является ведущей.

Принцип работы такого редуктора очень прост – ведущий вал получает вращение от коробки передач, сразу отдает его на ведомый вал и через промежуточный передает крутящий момент на вал привода второго моста. Но эксплуатация машины с таким типом раздатки и постоянной подачей вращения на оба моста затруднительна, поскольку из-за жесткого соединения валов управляемость авто падает, и возникает сильная нагрузка на элементы трансмиссии.

Конструкторы решают эту проблему двумя путями – установкой дифференциала (межосевого) и оснащением узла механизмом отключения одного ведущего моста.

Дифференциал в конструкции раздатки выполняет ту же роль, что и в главной передаче – возможность вращаться валам с разными угловыми скоростями. Его наличие снижает проходимость авто из-за возможного переброса всего крутящего момента на одну ось, если вторая потеряла сцепление с дорогой, но положительно сказывается на управляемости. Для повышения же внедорожных качеств дифференциал дополнительно оснащается блокировкой.

В агрегатах же с механизмом отключения, авто в обычном режиме эксплуатации имеет один ведущий мост, а второй задействуется при надобности.

Дополнительно шестеренчатая раздаточная коробка может иметь понижающую передачу, которая повышает тяговое усилие за счет изменения передаточного соотношения в раздаточной коробке. Реализуется понижающая передача установкой дополнительных шестерен на валы. То есть, на каждом валу размещено по две шестерни разных диаметров. При введении в зацепление одних из них передаточное соотношение в агрегате равно 1:1, никакого понижения нет, но если задействовать вторую группу шестеренок, то соотношение меняется. На одних автомобилях оно составляет 2:1, на других – 2,5:1. В результате скорость движения машины снижается, но пропорционально возрастает тяговое усилие. Примечательно, что понижающую передачу используют только при включении полного привода.

Помимо шестеренчатых раздаток на машинах применяются также и цепные. В них промежуточный вал отсутствует, а вращение на приводной вал второй оси осуществляется цепью. Такая конструкция отличается меньшей металлоемкостью узла, но и по надежности уступает шестеренчатому типу.

В современных конструкциях отказались от использования дифференциалов, а их место заняли муфты – механические (синхронизаторы), фрикционные, электромагнитные, вискомуфты. На ряде авто применяются дифференциалы Torsen.

Виды раздаточных коробок

Условное разделение раздаточных коробок мы сделаем по автомобилям, на которые они устанавливаются, так как этот параметр наиболее точно характеризирует требование к агрегату. А автомобили с полным приводом делятся на:

• Кроссоверы;
• Внедорожники.

Не все знают что кроссоверы, ещё из называют паркетники, относятся к классу автомобилей, для которых езда по бездорожью вещь весьма условная. К ним по строению трансмиссии можно отнести и легковые полноприводные машины.

Они могут проехать небольшую лужу или забраться на бордюр, но месить на них грязь не стоит. А все из-за того что раздаточная коробка у них имеет блокировку дифференциала со склонностью к перегреву при частом буксовании. Делается она на основе одной из трех систем:

1. Вискомуфта;
2. Дифференциал Торсен;
3. Многодисковая муфта.

Рассмотрим кратко каждую из систем.

Вискомуфта

Вискомуфта построена на базе специальной жидкости, которая находиться между многочисленными, крутящими относительно друг друга с малыми зазорами, пластинами раздатки. Пластины связаны с выходными валами и когда разница между оборотами пластин становиться очень большая (одна из осей буксует) жидкость резко повышает свою вязкость и связывает (жестко склеивает) пластины между собой, блокируя дифференциал.

Но долго она в таком состоянии не может быть потому что жидкость перегревается и теряет свои свойства.

Дифференциал Торсен

Такой дифференциал создан на основе червячных передач и его главное умение быстро и точно перераспределять крутящий момент между осями. Очень хорошая механическая конструкция на основе червячных шестерен, но главный его недостаток ненадежность, то есть в критических ситуациях он склонен к быстрому разрушению.

Многодисковая муфта

Это более надежный механизм, на который переходят все современные кроссоверы.

Ее устройство представляет из себя набор дисков, которые между собой трутся в зависимости от силы, которая на них давит. И чем больше сила тем сильнее они блокируют дифференциал.

Прижимом командует компьютер на основе показаний от датчиков и положения селектора.

Следует сказать, что две предыдущие системы не требовали от водителя участия и работали самостоятельно.

Многодисковая муфта тоже, при длительной пробуксовке начинает перегреваться, и чтобы сохранить механизм, электроника отключает ее работу, автомобиль становиться моноприводным. Это мудрое решение для «нежных» паркетников, которых иногда испытывают,  по незнанию, на внедорожность, сохраняя их от поломки.

Так же немаловажным фактором является в кроссоверах отсутствие пониженного ряда в трансмиссии.

Что же касается внедорожников, то стоит заметить высочайшую надежность их трансмиссии при езде по бездорожью. Блокировки в них осуществляются жестко, без возможности плавного изменения крутящего момента между осями.

Да, это плохо сказывается на управлении при высоких скоростях, зато буксовать можно сколько угодно, без боязни перегрева.

Кроме того, в раздатке таких автомобилей есть демультипликатор, для включения пониженной передачи. Может быть один или два пониженных режима.

Благодаря этому, внедорожники могут вскарабкаться на гору очень большой крутизны или ехать по грязи без опасения, что не хватит тяги двигателя.

Так же пониженная передача дает возможность двигаться на очень малых скоростях (1-2 км/ч), что дает время водителю без остановки машины точнее выбрать траекторию движения.

Подводя итоги, можно заметить, раздаточная коробка очень полезный агрегат. И если не насиловать его зря, а учитывать предназначение транспортного средства то срок службы будет очень долгим.

На этом разрешите откланяться.

Устройство раздаточной коробки

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

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

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

Обслуживание раздатки

Коробка подвергается серьезным нагрузкам во время эксплуатации. Ее исправность зависит от соблюдения правил использования и постоянной профилактики.

Основные симптомы неисправного механизма:

1. Дополнительный шум и вибрация.
2. Сложно включить или выключить рычаги управления.
3. Самопроизвольное отключение режима на ходу.
4. Масляные пятна на корпусе, подтекание масла.

Чтобы вовремя их обнаружить, необходимо регулярно проводить:

1. Визуальный осмотр коробки.
2. Долив масла в картер.
3. Проверку и коррекцию затяжки крепления.

Эти несложные действия не займут много времени, зато позволят обнаружить первые признаки неисправностей и своевременно их устранить.

Основные причины проблем и способы, как их исправить:

1. Недостаточный уровень масла в картере или его ненадлежащее качество. Нужно регулярно проверять уровень масла и, если нужно, доливать. Покупать смазочные материалы только у проверенных поставщиков.
2. Износ зубьев приводных механизмов. Мелкие повреждения устраняются шлифовкой, крупные – заменой деталей.
3. Неисправное крепление вилок или выработка шатунов.
4. Сломанный модуль сцепления. В этом и вышеперечисленных случаях вышедшие из строя детали нужно заменить.
5. Износ прокладок и сальников. Эти детали нужно своевременно менять, так как ресурс их работы невелик. Следует всегда иметь запас расходных материалов и смазки.

Раздаточная и коробка передач ГАЗ 66 устроены достаточно сложно, чтобы можно было выполнить ремонт без надлежащего опыта. При отсутствии опыта самостоятельного ремонта и нужных инструментов лучше обратиться в автосервис. Однако если имеется опыт успешной работы с узлами грузовых автомобилей, можно приняться за ремонт, предварительно изучив инструкцию и посмотрев обучающие ролики.

Механизм блокировки межосевого дифференциала

Принцип работы блокировки дифференциала наглядно показан ниже, на видео.

https://youtube.com/watch?v=kHkAhgTC6fM

Механизм блокировки межосевого дифференциала имеет три вида блокировки.

1. Многодисковая фрикционная муфта. За счёт применяемых в конструкции фрикционных дисков выполняет контроль и распределения усилия крутящего момента на оси автомобиля в зависимости от дорожной ситуации. При нормальных условиях на осях загрузка равномерная, при изменении ситуации и прокручивании оси (буксовании) фрикционный диск сжимается и блокирует межосевой дифференциал частично. В последствии на не работающий мост  передаётся больше усилия, крутящего момента, и автомобиль начинает двигаться на полном приводе.
2. Следующий вид вискомуфта или ещё есть название вязкомуфта. Дешёвая и простая конструкция из комплекта дисков в корпусе с заполненной силиконовой жидкостью. При работе диски соединены с мостами, если скорость их начинает различаться значительно, то силикон становится вязким и блокирует диски. Часто перегревается и имеет запоздание во включении.
3. Для автомобилей внедорожного или паркетного типа применяется дифференциал Torsen. В конструкции применены червячные шестерни, которые обеспечивают блокировку. Он так же переводит крутящий момент на ось, имеет меньше проскальзывания. При перераспределении передаёт не более 80% мощности на загруженную ось, на буксирующей оси остается до 20 мощности.

Какие бывают раздаточные коробки?

Назначение и устройство раздаточной коробки неразрывно связаны. Не во всех автомобилях установлены одинаковые РК. Чаще всего эти механизмы отличаются друг от друга своим типом и структурой. Существует три основных критерия, по которым один такой механизм отличается от другого.

• Типы приводных валов. В понижающих коробках они могут быть несоосными и, наоборот, соосными.
• Месторасположения приводных валов.
• Число наличествующих передач. Это количество определяет ступенчатость коробки. Они бывают одно-, двух- и трёхступенчатыми.

Сам механизм «раздатки» может отличаться. Способов её сбора существует несколько. Однако есть составляющие, без которых не обойдётся устройство раздаточной коробки.

Во-первых, это ведущий вал. При использовании одной передачи он отвечает за приём крутящего момента.
Во-вторых, это четыре приводных вала. Они ставятся на оси сзади и спереди. Они связаны попарно.
В-третьих, в таком механизме обязательно присутствует зубчатая либо цепная передача крутящего момента.
В большинстве полноприводных авто есть также понижающая передача

Однако обращаем ваше внимание на то, что она присутствует не во всех раздаточных коробках. Так, это звено цепи механизма отсутствует, например, в кроссоверах, которые, хоть и обладают полным приводом, для езды по сложным ландшафтам не созданы.
Также в коробках некоторых авто с полным приводом есть дифференциал, который устанавливается между осями, и блокиратор под дифференциал.

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 раздаточной коробки

Межосевой дифференциал

Данный узел позволяет распределить межосевой крутящий момент и дает приводным валам вращаться на разных угловых скоростях

Это особенно важно при движении в поворотах, поскольку колеса проходят разное расстояние и, следовательно, должны вращаться с разной скоростью. Если раздаточная коробка не оснащена таким узлом, обеспечить колесам возможность вращаться с разными скоростями можно только путем отключения одной оси

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

Статья в тему: Ниссан Патрол 2.8, 3.0, 4.2, 4.5, 5.6 расход топлива на 100 км

Механизм блокировки межосевого дифференциала

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

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

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

Вискомуфта

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

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

Самоблокирующийся дифференциал Torsen

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

Многодисковая фрикционная муфта

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

Статья в тему: Что такое Гидроник — немного из инструкции по эксплуатации

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.

Управление при приводе с жестким подключением моста

Начнем с Part-time, отличающегося возможностью отключения одного из мостов. Особенность этого привода заключается в том, что межосевой дифференциал в конструкции раздатки отсутствует. Это приводит к тому, что момент распределяется между осями в строго заданном значении. Это создает повышенные нагрузки на элементы трансмиссии и ухудшает управляемость авто при вхождении в повороты. В общем, этот привод идеален для преодоления сильного бездорожья, для трассы же он не сильно подходит.

Этот тип привода применяется на множестве внедорожников. Раздатка таких авто обладает такими режимами работы:

• 2Н (привод на одну ось);
• 4Н (ведущими становятся оба моста);
• N (нейтраль);
• 4L (полный привод с понижением передаточного числа).

Из этой схемы уже понятно, как и что задействуется в трансмиссии. Но использование жесткого подключения и отсутствие дифференциала сказывается на особенностях управления раздаточной коробкой

Поэтому очень важно знать, как пользоваться раздаткой с таким приводом, чтобы не нанести вред и не потерять управление над авто

Режим 2Н – основной и предназначен для движения по твердой и сухой поверхности. В этом положении раздатки внедорожник превращается в обычный автомобиль с приводом на одну ось.

Режим 4Н – полный привод. Предназначен для движения по скользкой, рыхлой поверхности, легкого бездорожья. Не рекомендуется для поездок по дороге с твердым покрытием. Поскольку подключение второго моста – жесткое, то существует ограничение по скорости для этого режима и обусловлен он по большей части конструкцией и прочностью раздатки. Устройство современных раздаточных коробок позволяет переходить с 2Н на 4Н прямо на ходу. При этом для разных авто для переключения есть порог по скорости. Для одних он составляет всего 40 км/ч, для других до 100 км/ч. Алгоритм переключения зависит от используемой КПП и механизма управления раздаткой.

Для примера, рассмотрим, как осуществляется переключения на авто с МКПП и механическим управлением. Во время движения для смены режима водитель устанавливает на «нейтраль» КПП, и удерживая сцепление переводит рычаг раздатки в положение 4Н (причем нередко для ввода приходится прилагать усилие), а затем уже включается требуемая скорость на КПП.

На авто же с АКПП и электронным управлением все делается несколько проще. Для перехода на 4Н нужно всего лишь отпустить педаль газа, и перевести селектор раздатки или нажать соответствующую клавишу. При этом необходимо проследить, чтобы загорелась сигнальная лампа на приборной доске, указывающая на включение режима и только после этого жать на газ.

N – «нейтраль». Основное назначение – отключение приводных валов от раздатки. Нужен этот режим в некоторых случаях. При переходе на понижающую передачу раздаточной коробки, из зацепления выводятся одни шестерни, и вводятся другие. А это возможно только с задействованием «нейтрали»

Также она нужна для буксировки авто, что особо важно для моделей с автоматической коробкой, для которой буксировка не рекомендуется (на обычных переднеприводных моделях). А вот на внедорожниках это можно, поскольку при «нейтрали» на раздатке привод отсоединяется от коробки

Режим 4L – предназначен для движения в особо тяжелых условиях. Имеется он только в двухступенчатых раздаточных коробках. За счет снижения вдвое крутящего момента удается существенно повысить тяговое усилие на ведущих колесах. Включить этот режим можно только через «нейтраль» и при полностью обездвиженном авто. То есть, для включения нужно остановиться, перевести КПП в «нейтраль», затем рычаг или селектор раздатки перевести в «нейтраль», и только после этого – включить режим 4L.

Отметим, что это общие положения по управлению раздаткой на авто с приводом Part-Time. На деле же у каждого авто есть свои нюансы управления. К примеру, режим 4L стоя на месте включить удается не всегда из-за несовпадения зубьев шестерен. В таком случае нужно продвинуться на 2-3 м вперед и повторить попытку.

Влияние на алгоритм управления раздаточной коробкой оказывают и хабы на колесах. На одних авто они с ручным включением, поэтому даже перед включением 4Н все равно придется останавливаться, чтобы активировать хабы. Да и хабы с автоматическим включением также могут создавать проблемы – не включаться с первого раза и т. д.

Похожие записи:

Уникальные прототипы газа пылятся в секретном ангаре (фото) Какой 7-местный недорогой автомобиль выбрать для семьи Фольксваген туарег volkswagen touareg Audi q3 и rs q3: три раза ку Популярные отзывы владельцев ford escape от 2.3 л., бензин, автомат с фото Mitsubishi pajero 3.0 at intense (09.2011 — 08.2014) — технические характеристики