Раздаточная коробка (Раздатка): устройство и принцип работы

Раздаточная коробка является неотъемлемой частью любого полноприводного автомобиля. Несмотря на общее предназначение – изменение величины крутящего момента и его распределение между задней и передней осью, устройство раздаточной коробки сильно зависит от типа полного привода. Рассмотрим принцип работы основных видов раздаток.

Что это такое

Что такое раздаточная коробка в автомобиле? Это деталь главной трансмиссии с полным приводом, цель которой – изменение раздачи мощности от двигателя внутреннего сгорания между передней и задней осями. Таким образом, эта деталь раздаёт крутящий момент на колёса, когда это необходимо.

Раздаточная коробка всегда устанавливается на полноприводные машины или авто со специальным оборудованием (строительные, сельскохозяйственные, пожарные машины). Таким образом «раздатка» передаёт крутящий момент на это самое оборудование (подъёмный кран, пожарный насос или тросовая лебёдка).

Эта деталь была впервые установлена на легковые авто с начале XX века. Это делалось для участия в гонках по бездорожью. К сожалению, автолюбители не получило популярности. Но позже, когда «раздатку» установили на грузовой автотранспорт, популярность этого нововведения возросла.

С какой целью применяют раздаточную коробку? Важное преимущество раздаточной коробки – это уменьшение нагрузки и износа деталей в условиях бездорожья. Автомобиль легко и равномерно проходит тяжёлые участки пути.

Для чего служит? Перечислю важные функции «раздатки»:

1. Повышение крутящего момента на ведущих осях автомобиля. Это значение, которое показывает, сколько времени надо машине для разгона на максимальной мощности.
2. В дополнительных модификациях есть функция повышения или понижения передаточного числа. Чем это число выше, тем быстрее мотор раскручивается до максимальных оборотов – следовательно, автомобиль быстрее разгоняется.
3. Равномерное распределение крутящего момента на все колёса, что эффективно для прохождения сложных участков дорог.
4. Стабилизация устойчивости автомобиля на максимальной мощности при небольшой скорости движения.

Подробнее рассмотрим, из чего состоит раздаточная коробка.

Где искать раздаточную коробку?

Расположение РК может отличаться в зависимости от производителя и модели автомобиля.

Иногда создатели авто ставят её за КПП, разделяя с этим устройством.

Однако часто можно обнаружить коробки передач, в устройство которых входят раздаточные.

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.

Виды раздаточных коробок

Среди массы модификаций, можно выделить основные типы раздаточных коробок:

1. По расположению валов привода ведущих мостов

• с соосными валами (приводящий вал с коробки передач соосен с валом привода заднего моста). Этот тип широко распространен благодаря своей незамысловатой конструкции.
• с несоосными валами (приводящий вал КПП не соосен с валом привода заднего моста). Данный вид отличается высоким КПД, компактными габаритами и с точки зрения акустических параметров (не самые маловажные параметры) выглядит гораздо привлекательнее своих собратьев.

2. По приводу ведущих мостов

• с механизмом блокирования привода ведущих мостов. Этот тип позволяет использовать максимально тяговую силу автомобиля без пробуксовки колес. Но у данного вида есть некоторые минусы – это повышение потребляемого автомобилем топлива, повышение износа шин и увеличение нагрузки на элементы трансмиссии.
• с дифференциальным приводом. Данный тип коробок отличается наличием межосевого дифференциала, который дает возможность вращать ведущие валы с разными скоростями. Из минусов – понижение проходимости автомобиля. Для увеличения тяговых характеристик межосевые дифференциалы изготавливаются с элементом принудительной блокировки.

3. По числу передач различают -одно, -двух и трехступенчатые коробки. Большей популярностью раздаточные коробки с двухступенчатой передачей.

Из чего состоит раздаточная коробка?

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.

Понижающий ряд

Водитель, изменяя положение рычага, передвигает через ступицу (7) муфту (8), провоцируя блокировку ведущего вала (12) с низшей шестерней (9). Разница между шестернями ведущего вала в передаточном числе, что при включении понижающей передачи обеспечивает:

• устойчивую минимальную скорость;
• увеличение крутящегося момента, передающегося на колеса.

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.

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.

Цепная передача

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.

См. также

Шестеренчатая раздатка

Механическая раздаточная коробка является наиболее архаичным и в то же время самым надежным видом конструкции.

Как мы видим на схеме полного привода ВАЗ – 2121, раздаточная коробка является связующим звеном между МКПП и приводными валами, которые передают крутящий момент к дифференциалам задней и передней осей. В случае с Нивой раздатка является отделенным узлом трансмиссии, но на большинстве автомобилей ее корпус привинчивается к КПП, поэтому кардан к переднему мосту отсутствует как таковой. Систему полного привода с такой раздаточной коробкой называют Full-time.

Основные неисправности раздаточных коробок

• Течь масла. Может быть как сквозь сальники, так и по стыкам корпуса. В случае с сальниками следует не только заменить их, но и проверить целостность посадочных мест под сальники — на них могут быть каверны либо трещины, сквозь которые также может уходить масло, даже если сальник будет исправен. Следует также проинспектировать поверхности, которые облегает губа сальника — если на ней будет выработка или борозды, то новый сальник также придёт в негодность. Люфт подшипников, валов или фланцев также приводит к тому, что губа сальника деформируется и становится неспособной удерживать герметичность. В случае, если течь проходит по стыкам корпуса, раздаточную коробку нужно разобрать вплоть до места течи, стыки зачистить, обезжирить, а затем нанести качественный герметик, пользуясь инструкцией по его применению.

• 

  Ось сателлита раздаточной коробки NV-242 протёрта абразивом

  Гул, рокот подшипников. Определяется в процессе эксплуатации и при прослушивании отдельных узлов в процессе диагностики автомобиля на станциях тех.обслуживания. Проявляется в движении постоянным воем, могут быть звуки частых лёгких ударов. Изношенные подшипники следует заменить.

• 

  Результат воздействия абразива на зубья сателлита межосевого дифференциала раздаточной коробки NV-242. Видны раковины и задиры на рабочей поверхности, которая должна быть абсолютно гладкой.

  Растяжение цепи, передающей крутящий момент. Типичные раздаточные коробки имеют прямой вал от коробки передач до заднего кардана, а примерно посередине вала при помощи цепи Морзе крутящий момент передаётся на параллельны вал, ведущий на передний кардан. Растянутая цепь выдаёт себя проскальзыванием относительно зубьев шестерён, на которых она сидит. Лучше всего это можно понять, вывернув до упора колёса в любую сторону и резко тронувшись с места. Звонкий треск из раздаточной коробки даст понять, что цепь растянута. В самых запущенных случаях цепь провисает настолько, что стачивает зубья шестерён, а также начинает протирать корпус раздаточной коробки.

• Износ межосевого дифференциала. Дифференциал представляет собой планетарную передачу, наибольшую нагрузку в которой испытывают сателлиты. Их поверхности постоянно подвергаются трению, а некачественная смазка или её отсутствие, твёрдые инородные частицы вроде песка или металлических крошек убивают дифференциал за несколько десятков километров пробега. Для улавливания стального абразива в раздаточных коробках используют магнитный вкладыш, который обычно находится на дне раздаточной коробки, возле маслозаборной трубки.

• 

  Остатки медной оплётки электромагнитной муфты включения полного привода в раздаточной коробке автомобиля Ford Explorer.

  Износ электромагнитного сцепления подключения полного привода. Некоторые раздаточные коробки для удобства пользователя оснащены электромагнитом, который при включении питания сцепляет разомкнутую цепь передачи крутящего момента, и появляется полный привод. Медная оплётка электромагнитов чувствительна к резким нагрузкам, что нередко приводит к выходу из строя механизма подключения полного привода.

• Износ вискомуфты. Выдаёт себя потерей управляемости в поворотах, неустойчивым прохождением неровностей, «козлением», низкочастотными скрипами в трансмиссии, в тяжёлых случаях самым очевидным становится неравномерный износ покрышек. При снятии одного из карданных валов (если есть такая возможность) симптомы полностью пропадают. Изношенную вискомуфту следует отремонтировать или заменить.

Режимы работы

Управлять раздаточной коробкой можно при помощи специального рычага или кнопок (поворотного устройства) на приборной панели. На автомобилях с полным приводом, которые не предназначены для сложных дорожных условий, раздаточная коробка работает в автоматическом режиме.

В зависимости от конструктивных особенностей раздаточная коробка имеет несколько режимов работы.

• Активна только задняя ось.
• Работают передняя и задняя ось. Такой тип привода реализован у Нивы.
• Работают передняя и задняя ось, дифференциал заблокирован. Этот режим обеспечивает максимальную проходимость.
• Раздаточная коробка с понижающей передачей. Работают обе оси, дифференциал заблокирован, активная понижающая передача.
• Работают передняя и задняя ось, блокировка дифференциала в автоматическом режиме.

Если полный привод подключаемый, то здесь могут работать следующие включаемые режимы:

• 4L – привод на обе оси на низкой передаче.
• 4H – крутящий момент поступает на обе оси.
• 2H – крутящий момент передаётся только на одну (ведущую) ось.

В этом случае разрешено переключать между режимом 2L и 4H во время движения автомобиля, только если нет пробуксовки ведущих колёс. А переключаться между режимами 4L и 4H во время движения не получится из-за конструктивной особенности.

Если полный привод – постоянный, то здесь есть следующие режимы:

• 4L LOCK – полный привод, блокировка дифференциала включена, пониженная передача.
• 4H LOCK – полный привод, включена блокировка межосевого дифференциала, прямая передача.
• 4H AWD – полный привод, блокировка дифференциала отключена, прямая передача.

В зависимости от конструкции переключать режимы 4H LOCK и 4H AWD можно как на стоящем автомобиле (без пробуксовки колёс), так и во время движения.

Преимущества современных систем полного привода

Современные системы полного привода позволяют реализовать блокировку межосевого и межколесных дифференциалов с помощью ЭБУ и датчиковой аппаратуры. Фиксируя с помощью датчиков АБС проскальзывание колес, система подтормаживает колодками свободно вращающиеся колеса. Происходит выравнивание усилия сопротивления качению на обеих сторонах оси. Поэтому крутящий момент всегда может быть передан приводу ведущего моста с большим коэффициентом сцепления.

Именно так работает электронная имитация блокировки дифференциала. Вкратце рассмотрим устройство и принцип работы раздаточных коробок современных систем полного привода.

Вязкостная муфта

Вискомуфта используется как для блокировки межосвего дифференциала, так и для подключения одной из осей. Конструктивно муфта представляет собой набор помещенных в дилатантную жидкость дисков. При резком возникновении разницы угловых скоростей металлических и фрикционных дисков силиконовая жидкость изменяет свою вязкость, провоцируя блокировку муфты и равномерное распределение крутящего момента.

Недостаток вискомуфт в запаздывающем срабатывании, слабом усилии, удерживающем сцепленными фрикционные и стальные диски. Поэтому вискомуфта при активном срабатывании перегревается.

Вязкостная муфта может быть установлена в раздаточной коробке либо у заднего дифференциала.