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.
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
Угловой редуктор (у тех кто в танке это «раздатка»)
Недавно у меня уже начало подгорать в одном месте в очередной раз увидев это где то в ленте… Так вот, для тех кто в танке, приведу текстовку что людям стало понятно что такое «раздатка» и что такое «угловой редуктор» в организации полного привода на кроссоверах и честных внедорожниках.
Итак — ЛикБез (ликвидация безграмотности)
Разда́точная коробка — агрегат для распределения крутящего момента от двигателя на несколько приводных механизмов, которые в большинстве случаев, также увеличивают число передач в трансмиссии.
Например, в автомобилях повышенной проходимости раздаточная коробка:
1. распределяет крутящий момент между ведущими мостами таким образом, чтобы обеспечивалась наилучшая проходимость автомобиля без возникновения негативного явления — «циркуляции мощности» в трансмиссии;
2. увеличивает крутящий момент на ведущих колёсах в пределах, необходимых для преодоления сопротивления качению колёс при движении по плохим дорогам и бездорожью, а также на крутых подъёмах (см. демультипликатор);
3. обеспечивает устойчивое движение автомобиля с малой скоростью при работе двигателя в режиме максимального крутящего момента.
Раздаточная коробка является обязательным механизмом, которым комплектуются полноприводные автомобили. Основная функция раздаточной коробки состоит в перераспределении крутящего момента между ведущими мостами, а также в его увеличении, что особенно актуально при движении в условиях бездорожья.
Раздаточная коробка, которая выступает неотъемлемым атрибутом полноприводного автомобиля, предназначена для правильного распределения крутящего момента по ведущим мостам. Кроме этого, именно раздаточная коробка увеличивает крутящий момент при движении по бездорожью.
Конструкция раздаточной коробки
Небольшой видеоролик с системой TOD, т.к. я не нашел ничего более внятного с презентацией различий реализации полного привода. TOD это разновидность привода AWD — All whell drive — постоянный полный привод.
В зависимости от конкретной системы полного привода, конструкция раздаточной коробки немного отличается, но можно выделить общие элементы, которые обязательно входят в механизм: корпус, ведущий вал, межосевой дифференциал и механизм блокировки дифференциала, зубчатая передача, вал привода задней оси, вал привода передней оси и понижающая передача.
Все элементы, в том числе понижающая передача и межосевой дифференциал, находятся в корпусе раздаточной коробки, заполненной специальным трансмиссионным маслом, обеспечивающим смазку узлов.
Принцип работы
Коробка передач передает крутящий момент на раздаточную коробку по ведущему валу. Далее происходит передача крутящего момента на межосевой дифференциал, имеющий несколько вариантов конструкции. На устаревших раздаточных коробках установлен самый простой межосевой дифференциал, который не имеет механизма блокировки.
Такой механизм раздаточной коробки, как межосевой дифференциал, играет важнейшую роль, распределяя крутящий момент по приводным осям автомобиля. Если дифференциал не оснащен механизмом блокировки, значит, оси могут двигаться с разной скоростью. Самоблокирующийся дифференциал, а также дифференциал, который имеет механизм ручной блокировки, дают возможность принудительного распределения крутящего момента между ведущими мостами, что очень актуально при езде по бездорожью.
Вал привода задней оси и ведущий вал обычно располагают соосно. Вал привода передней оси вращается от зубчатой или цепной передачи.
Иногда в раздаточной коробке присутствует понижающая передача, позволяющая увеличить крутящий момент, которой обычно укомплектовываются внедорожники. В раздаточную коробку может входить механизм автоматического или ручного выключения/подключения полного привода.
Полноценные раздаточные коробки на сегодняшний день являются уделом автомобилей повышенной проходимости («джипов»), а так же военной техники. Как передне-, так и полноприводные кроссоверы и легковые автомобили (седаны, купе и т.п.) чаще оснащаются агрегатом, совмещающим в себе свойства коробки передач и раздаточной коробки. Называется этот узел по-английски Transaxle, и внешне довольно легко различим — полуоси и карданный вал (при его наличии) выходят непосредственно из корпуса коробки передач. Понижающий ряд передач в этом случае отсутствует.
В англоязычном руководстве на наше авто именно так и именуется наш угловой редуктор… Но и это тоже большая ошибка, т.к. это совершенно другой агрегат:
Transaxle (англ. «Трэнсэ́ксл», «Трансэ́ксл») — от англ. transmission и axle, «трансмиссия» и «ведущий мост» — трансмиссионный агрегат автомобиля, включающий в себя коробку передач и главную передачу, конструктивно объединённые в едином корпусе (картере). Трансэксл может устанавливаться как отдельно от двигателя, так и в едином блоке с ним.
Существуют два «оттенка» значения этого термина:
— Все переднеприводные и практически все заднемоторные автомобили используют объединённые с двигателем трансэкслы (ВАЗ-2108, «Запорожец», Porsche и множество других).
— Некоторые автомобили с передним расположением двигателя и задним приводом тоже имеют трансмиссию с расположенным отдельно в районе заднего моста трансэкслом (Porsche 924, Chevrolet Corvette с 1997 года, ранние модели Pontiac Tempest, Volvo 340, некоторые спортивные автомобили марок Ferrari, Aston Martin, Maserati, Lancia и Alfa Romeo, Nissan GT-R). В этом случае трансэксл соединяется с двигателем либо при помощи карданного вала, либо вала с резиновыми муфтами, либо при помощи пропущенного внутри трансмиссионной трубы вала без шарниров. Задняя подвеска может быть только независимой.
В нашей же КПП стоит обычный угловой редуктор состоящий из 2х конических шестерен и корпуса, жестко прикрученного к КПП, приводимый во вращение валом отбора мощности в КПП. Раздаточная же коробка — сложный многофункциональный агрегат, требующий к себе некоего внимания.
Картинки натырены в интернете, а тексты взяты отсюда с небольшими корректировками: Автоальянс
Раздаточная коробка — Вики
Трансэксл в Вики
Извиняйте если много текста или «воды», надеюсь что у всех получилось дочитать до конца.
Для чего автомобилю раздатка и как она устроена
Автомобили повышенной проходимости популярны среди автолюбителей. Разница таких машин от обычных – с приводом на одну из осей, сводится к тому, что у них ведущими являются оба моста. Это повышает вероятность прохождения сложного участка дороги (грязи, сугроба и т. д.). Сделать ведущими оба моста на автомобиле позволяет комплектация трансмиссии дополнительным агрегатом – раздаточной коробкой, или говоря по простому — раздатка.
Раздаточная коробка представляет собой редуктор, который распределяет крутящий момент по двум осям. Находится этот агрегат за коробкой передач.
На машинах повышенной проходимости используется несколько типов раздаточных коробок, отличающихся по:
Конструкций раздаточных коробок несколько, но принцип работы у всех типов одинаков.
Устройство и разновидности раздатки
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 раздатка 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.
Тип привода и влияние раздаточной коробки на него
Особенности работы раздатки влияют на тип полного привода, которых всего три:
Примером постоянного полного привода является раздатка с обычным дифференциалом, оснащенным блокировкой (общепринятое название – Full Time). В автомобилях с такой системой раздаточная коробка дает постоянную передачу вращения по двум осям.
Привод, подключаемый вручную называют Part Time. В авто с такой системой привода раздаточная коробка в обычном режиме движения подает вращение только на одну ось, вторая же задействуется при потребности. В таких агрегатах дифференциал не используется, а вместо него устанавливаются муфты – механические, электромагнитные, которые подключают/отключают второй мост.
Система, использующая оба моста в автоматическом режиме – OnDemand. Применяется она на легковых автомобилях, и в этом случае раздатка направлена на повышение проходимости и на улучшение управляемости. Управление выполняется электроникой, взаимодействующей с АБС. В таких раздаточных коробках дифференциал отсутствует, а вместо него установлена муфта с электроприводом.
В системе OnDemand раздатка по умолчанию подает вращение только на одну ось. Но при возникновении определенных условий движения, электроника задействует привод муфты и происходит подключение второго моста.
Распределение момента раздатки
Распределение крутящего момента раздаточной коробкой бывает равным и неравным. В первом случае на оба моста подается вращение в пропорции 50/50. Такое распределение обеспечивает раздатка, не оснащенная дифференциалом или же с ним, но с блокировкой.
В коробках с неравным распределением соотношение разное. В раздатках Full Time и Part Time пропорции фиксированы и составляют 40/60 или 60/40.
Что касается систем OnDemand, то в них пропорции распределения «плавающие» и варьируются от 50/50 до 100/0. То есть, такие раздатки в автоматическом режиме могут равномерно распределять вращение или перебрасывать на одну ось.
Ещё кое-что полезное для Вас:
Способы управления
Раздатки, устанавливаемые на авто, имеют три способа управления:
Ручной привод раздатки – старый и примитивный. При таком приводе водитель посредством рычагов выполняет отключение/подключение второго моста, блокировку дифференциала, включение понижающей передачи.
Электропривод отличается тем, что переключения в раздаточной коробке осуществляются сервоприводами. Водитель же управляет при помощи клавиш. Это удобный тип привода, но не такой надежный, как ручной механический.
На некоторых авто встречается комбинированное управление, при котором включение/отключение второго моста выполняется сервоприводом, а понижающая передача задействуется при помощи рычага, установленного в салоне.
Электронная система управления используется в раздатках привода OnDemand. Поскольку переключения в узле осуществляются в автоматическом режиме, то никаких элементов управления раздаткой для водителя не предусмотрено.
Раздаточные коробки устанавливаются в трансмиссии по-разному. Чаще этот узел соединен с КПП, что снижает количество составных элементов трансмиссии. Но есть и авто у которых раздаточная коробка установлена отдельно от КПП, а соединяются они между собой дополнительным карданным валом.
Несмотря на единый принцип работы раздаточных коробок, особенностей их функционирования множество. На одних внедорожниках основной ведущей осью является задняя, а передняя подключаемая. Но есть машины повышенной проходимости, у которых раздаточная коробка позволяет без проблем водителю делать основным любой ведущий мост.