Множество автомобилей выпускается с так называемым полным приводом, где крутящий момент передается на все оси, как заднюю, так и переднюю. Это существенно повышает проходимость автомобиля, позволяя машине преодолевать достаточно серьезное бездорожье, а также повышает устойчивость авто в движении при разных дорожных условиях. И все это благодаря наличию в трансмиссии дополнительного элемента – раздаточной коробки. Без этого узла ни обходится ни один полноприводный автомобиль.

Основная задача раздатки – отобрать часть крутящего момента, который идет от вторичного вала КПП и передать его на приводной вал переднего моста. При этом на заднюю ось вращение идет постоянно. Но это классическая схема, в которой основным ведущим мостом является задний. В целом существуют различные типы раздаточных коробок по положению переключения ведущих мостов, об этом ниже.

Конструкция

Устройство раздаточной коробки самой простой конструкции включает в себя всего несколько составных элементов:

• ведущий вал (им выступает вторичный вал КПП);
• ведомый (по нему вращение передается на задний мост);
• промежуточный вал;
• вал привода передней оси;
• механизм управления (присутствует не всегда);
• корпус.

Между собой в простой коробке взаимодействие валов происходит благодаря шестерням.

Раздатка автомобилей BMW xDrive

Отметим, что это только одна из видов конструкций раздатки, на автомобилях применяются разные типы раздаточных коробок по конструкции, поэтому есть даже небольшая классификация их по ряду характеристик.

Принцип работы и некоторые конструктивные особенности

Принцип работы раздатки описанной выше конструкции достаточно прост. Вращение поступает от КПП на ведущий вал и передается шестернями на промежуточный. Одна из шестерен промежуточного вала имеет постоянное зацепление с шестеренкой ведомого вала, поэтому вращение сразу же передается на заднюю ось.

На промежуточном валу также имеется еще одна шестеренка – подвижная, которая при надобности вводиться в зацепление с шестерней, установленной на валу привода переднего моста. Перемещение ее осуществляется посредством механизма управления.

То есть, в авто одна ось является ведущей постоянно, вторая же – подключается при надобности. Водителю всего лишь необходимо задействовать механизм управления для ввода в зацепление шестерни, чтобы вращение стало дополнительно передаваться и на передний мост.

В целом, этот принцип работы используется во всех типах раздатки, но вот конструктивное исполнение их может быть самым разным.

В задачу дифференциала входит распределение крутящего момента между осями в определенном соотношении. То есть, при одном из отключенных мостов, на второй подается весь момент. Но как только задействуется второй мост, происходит распределение (соотношение обычно составляет 50/50 или 40/60).

Одним из недостатков межосевого дифференциала планетарного типа (самого распространенного) при включенных двух мостах является то, что в случае потери сопротивления колес на одной из осей (к примеру, она вывешена), автомобиль останавливается. Для устранения этого недостатка в конструкцию раздатки может входить также и блокировка дифференциала.

Раздатка с цепной передачей автомобилей Audi Quattro

Также некоторые производители вместо шестеренчатой передачи на передний мост, используют цепь.

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 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.

Заключение

Напоследок отметим, что это общая информация, касающаяся раздаточных коробок. Чтобы более точно понять принцип работы какого-либо определенного типа этого узла, необходимо подробнее рассматривать ее конструкцию и особенности функционирования.

Автомобиль представляет собой сложную систему узлов, которые должны работать, как один механизм. Одним из самых важных считается коробка передач. От вида устройства зависит скорость разгона, плавность хода и многое другое. Неудивительно, что для каждого типа трансмиссии есть свой оптимальный вариант.

Когда речь заходит про полный привод, то единственно приемлемый вариант — это раздаточная коробка передач. Среди автомобилистов её называют просто раздаткой. Она берёт на себя две основных функции:

• распределяет крутящий момент,
• адаптирует систему при езде по бездорожью.

Довольно часто раздаточная коробка передач устанавливается на специальной технике. В таком случае её конструкция позволяет подключить дополнительное оборудование.

Пожалуй, у вас возникнет закономерный вопрос, а куда девается традиционная коробка передач? В действительности раздаточная и обычная системы работают вместе. Просто первое устройство устанавливается дополнительно.

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, как работает раздаточная коробка необходимо в подробностях рассмотреть её устройство. Но нужно сделать небольшое уточнение. Автомобильные конструкторы создают разные конструкции, которые, прежде всего, подстраиваются под конкретные технические задачи. Несмотря на это её предназначение остаётся неизменным.

Поэтому можно выделить некую базу, которая характерна для практически любой раздаточной коробки:

• ведущий вал,
• блокиратор дифференциала,
• приводной вал,
• понижающая и зубчатая передачи.

Все эти элементы помещаются в корпус. Именно они являются той основой, на базе которой осуществляются более сложные конструкционные манипуляции. Большую роль в системе играет смазывающая жидкость. Она позволяет избежать преждевременного износа деталей.

Внимание! Обычно в качестве смазывающей жидкости используют трансмиссионное масло.

Трансмиссионное масло позволяет обеспечить стабильную смазку всего устройства раздаточной коробки. Это, в свою очередь, позволяет избежать перегрева, а значит, допустимы повышенные нагрузки.

Простая коробка передач и раздаточная тесно взаимодействуют. Возьмем, к примеру, крутящий момент. Он с КПП передаётся на раздатку. В качестве перемычки используется ведущий вал. В этом, собственно, и заключается основной принцип работы раздаточной коробки передач.

С раздатки крутящий момент идёт на межосевой дифференциал. У этого устройства нет какой-то точной конструкции. Она во многом зависит от специфики автомобиля, на котором установлена раздаточная коробка.

Если же рассматривать старые раздаточные коробки, то их дифференциал не имеет блокировки. Во всех современных устройствах подобное средство управления имеется в наличии.

Межосевой дифференциал

Межосевой дифференциал является наиболее важным узлом механизма раздаточной коробки. Именно он отвечает за распределение крутящего момента. Без него вся система оказалась бы просто нерабочей.

Внимание! Дифференциал раздаточной коробки должен оптимально перераспределять крутящий момент между осями.

Если дифференциал раздаточной коробки не имеет блокировки, то оси могут вращаться с разной скоростью. В противном случае распределение происходит в принудительном порядке. Пропорции напрямую зависят от дорожного покрытия.

Самоблокировка дифференциалов раздаточной коробки происходит благодаря таким устройствам:

• муфте,
• отдельной блокировке,
• фрикционной муфте.

В большинстве случаев современные автомобилестроители используют в конструкции раздаточной коробки вязкостную муфту. Дело в том, что этот механизм не отличается особенной сложностью изготовления. Поэтому его цена является более чем доступной.

Вискомуфта отслеживает угловые скорости осей. Как только, один из четырёх параметров возрастает — активируется блокировка. Параллельно наращивается крутящий момент для оси с минимальным параметром.

Внимание! В основе работы муфты раздаточной коробки находится жидкость, вязкость которой может изменяться.

Без недостатков, к сожалению, обойтись не получилось. Главным является отсутствие ручной блокировки. Это может привести к перегреву при длительной эксплуатации. Хотя стоит признать, что неполное автоматическое блокирование всё же присутствует.

В качестве примера удачного механизма блокировки можно вспомнить дифференциал компании Torsen. С инженерной точки зрения — это практически шедевр. Но на внедорожниках его устанавливать нельзя из-за чрезмерной хрупкости.

Внимание! Но если говорить о диапазоне переброса крутящего момента, то дифференциал Torsen показывает очень высокие результаты.

Тем не менее наиболее совершенной всё-таки считается фрикционная муфта. Она сочетает в себе две конструкции. Это даёт возможность осуществлять как ручную, так и автоматическую блокировку.

За работу фрикционной муфты отвечают диски. Они работают благодаря силе трения. Как только, проскальзывает одна из приводных осей — диски сжимаются. Это приводит к полной или частичной блокировке дифференциала.

Расположение вала привода зависит от ведущего вала. Причём на передней оси вал вращается при помощи зубчатой передачи. Для увеличения крутящего момента используется понижающая передача. Поэтому подобный элемент конструкции устанавливается практически во всех раздаточных коробка для внедорожников.

Виды раздаточных коробок

Раздаточные коробки лучше всего классифицировать на виды по способу распределения мощности. Сейчас существует такая классификация устройств:

1. без возможности отключения ведущего моста,
2. с возможностью отключения переднего моста,
3. система допускает подключение вручную второго моста.

Если раздаточная коробка имеет межосевой привод с блокировкой, то второй мост подключить не получится. Точнее, подобное невозможно, когда имеется высокая сила сцепления с опорной поверхностью. Проще говоря, при движении по асфальту или грунтовой дороге этого сделать не получится.

Чтобы понять, почему так, рассмотрим наглядный пример. Представим, что машина поменяла направление движения или же въехала на возвышенность. В таком случае колёса проходят неравные отрезки пути. Как результат каждое колесо имеет свою скорость вращения. Но этого не происходит, так как валы в устройстве раздатки вращаются с равной скоростью.

Внимание! Компенсация осуществляется за счёт пробуксовки или проскальзывания.

Другие популярные системы классификации

Естественно, раздаточные коробки передач можно классифицировать не только по способу распределения мощности. Современная автомобильная инженерия включает множество популярных систем классификации:

• по числу передач,
• по типу привода,
• по расположению валов.

Согласно им можно классифицировать все раздаточные коробки. Это позволяет сделать их применение более целесообразным.

Итоги

Раздаточная коробка часто используется во внедорожниках и на специальной технике. Она позволяет стабилизировать работу колёс, когда приходится ездить по неровной поверхности и даёт возможность подключить дополнительное оборудование.

В теперешней жизни мы почти не попадаем на настоящее бездорожье. Оттого в перечне моделей среднестатистической фирмы автомобили с раздаточной коробкой встречаются все реже. Но все-таки они есть, и мы поговорим об этом самом «железном» из внедорожных агрегатов…

Упрощение и одинаковость конструкции автомобилей повышенной проходимости понятна.

Подавляющее большинство новых полноприводников построено по «легковой» схеме: поперечный двигатель спереди, постоянный привод на передние колеса и подключаемый с помощью дисковой муфты - на задние. Но в классе тяжелых внедорожных машин традиционно другой набор вездеходных ценностей, и раздаточная коробка для них - главный атрибут.

ОРТОДОКСЫ ЧЕСТНОГО ЖЕЛЕЗА
Раздаточная коробка - это самостоятельный довольно увесистый и сложный агрегат: нашпигованная шестернями, валами и муфтами часть трансмиссии между коробкой передач и ведущими мостами. Ее первое и основное назначение - разделять или раздавать в той или иной пропорции крутящий момент двигателя на оба ведущих моста - передний и задний.

Помимо распределительной функции, раздаточной коробке отдана еще одна - увеличивать крутящее усилие на колесах при одновременном понижении скорости передвижения. Так, на первой пониженной передаче по сравнению с первой повышенной примерно в три раза меньше скорость вращения колес и во столько же раз больше тяга на них. Редукторную часть раздаточной коробки иногда называют демультипликатором и обозначают чаще всего как 4L или просто L.

Таким образом, внутри единого корпуса «живут» два устройства. И если с демультипликатором все более-менее однозначно (от модели к модели меняется лишь передаточное отношение), то принципов раздачи крутящего момента по мостам несколько. Соответственно, различаются и конструкции раздаточных коробок.

НИЧЕГО БОЛЕЕ ПОСТОЯННОГО…
Первый принцип - он же первый и исторически - постоянный привод на задний мост с временным подключением переднего. Знатоки воскликнут «парт-тайм» и будут абсолютно правы. Такая трансмиссия более полувека доминировала во внедорожниках во многом благодаря простоте и выносливости конструкции. Примитивное подключение рычагом постепенно сменилось кнопочным управлением, но суть сохранилась.

Казалось бы, чего проще: на асфальте передний мост выключен, вне дорог - включен. Единственной загвоздкой оставался вопрос: когда именно надо подключать? Ведь позднее подключение «передка» на бездорожье чревато застреванием, а даже непродолжительное движение по асфальту в режиме 4х4 для большинства машин с part-time губительно технически.

Проблему решили инженеры Range Rover, заставив свою раздаточную коробку всегда приводить оба моста и заодно создав второй тип внедорожников. Разницу в скоростях переднего и заднего карданов гасит обыкновенный межосевой дифференциал. Симметричный, такой же как и между колесами. А для того чтобы трансмиссию постоянного полного привода уравнять по проходимости с подключаемой, установили еще и блокировку межосевого дифференциала. Наша родимая «Нива» - из этой оперы.

Итак, оба типа во внедорожном режиме жестко приводили две оси, а на асфальте постоянный полный привод доминировал благодаря тяге четырьмя колесами. Кроме того, постоянно полноприводные всегда во всеоружии - так сказать, всегда все включено.

ТЕРМИНОЛОГИЯ:
Строго говоря, фраза «разделяет момент между двумя мостами» полностью корректна только для тех внедорожников, у которых в действительности имеется два ведущих неразрезных моста. Поскольку независимые подвески неизбежно вытесняют зависимые, термин «мост» по отношению к внедорожнику теперь означает не саму по себе неразрезную балку с двумя колесами, а совокупность узлов подвески и трансмиссии, относящихся к передней или задней паре колес. С таким же успехом тут употребимо слово «ось».

Рукоять.
Нет ничего надежнее механического переключения раздатки. Пусть ручка вибрирует и требует усилий, но зато наглядна

Часть тяжелых внедорожников сейчас сочетает задний неразрезной мост с независимой подвеской спереди (Mitsubishi Pajero Sport, Toyota TLC200). По этой схеме построено и большинство пикапов. Некоторые компании в новых моделях полностью отказались от неразрезных мостов, заменив их независимой подвеской (Range Rover, Infiniti QX56, Jeep Cherokee). И только самые консервативные модели, доживающие свой долгий век на конвейере (Mercedes Gelandewagen, Land Rover Defender, UAZ), сохраняют верность полностью зависимой подвеске с двумя непробиваемо-крепкими мостами.

НЕ ВСЕ ХОРОШО, ЧТО ПОЛНО
Но есть и минусы. Раздаточная коробка получилась очень громоздкой, тяжелой и сложной. На том же Range Rover, чтобы сохранить большой дорожный просвет, пришлось поднимать ее над полом салона и фактически размещать в объемистом «ящике» - подлокотнике. Подобные факторы напрямую повлияли на цену машин с постоянным полным приводом. Кроме того, конструкции part-time были на голову надежнее и безболезненно «переваривали» гораздо большие перегрузки.

Сделать раздаточную коробку с межосевым дифференциалом компактнее, легче и дешевле заставил инженеров полноприводный бум, стартовавший к концу ХХ века. Появились варианты с цепью вместо тяжелых шестерен (Nissan Terrano и MMC L200), с планетарной конструкцией в приводе пониженной передачи. Но оставалась еще одна проблема - устойчивость постоянно полноприводного автомобиля в скользком повороте.

SUPERSELECT
Раздаточную коробку с таким названием применяет компания Mitsubishi. Звучит непонятно, а по сути - обе системы (part-time и постоянный полный привод с межосевым дифференциалом) «в одном флаконе». Четыре положения SuperSelect позволяют двигаться исключительно на заднем приводе при отключенном переднем, подключать передние колеса вместе с задними через межосевой дифференциал (длительный режим), делать то же, но с заблокированным межосевым дифференциалом (аналог подключенного part-time) и, наконец, добавлять к заблокированному «центру» «понижайку». С какой стороны ни взгляни - рай для джипера!

СВОБОДА, РАВЕНСТВО И… «УШИ»
Когда вам говорят, что свободный дифференциал, дескать, «отправляет» часть крутящего момента на то или иное колесо или мост - не верьте! В системах со свободным дифференциалом вся мощность всегда уйдет туда, где будет меньшее сопротивление.

Классика поведения подобной трансмиссии на обледенелом лесном повороте при избытке скорости: начало дуги под тягой - больше момента уходит назад и автомобиль напоминает заднеприводный. Вы сбрасываете газ перед самой крутой частью виража, и мгновенно вес автомобиля, а с ним и доля крутящего момента устремляются вперед - машина стала переднеприводной, заскользила наружу! Вы судорожно парируете снос рулем и, вспомнив переднеприводные заповеди, слегка добавляете газу… Снова схватывают задние колеса, и высокий пикап или внедорожник, окончательно развернувшись поперек дороги, улетает в кювет! Почему так происходит? Потому что в раздаточной коробке вашего вездехода ничто не регулирует направление и долю крутящего момента. Он весь уходит туда, где в данную долю секунды больше скользит, причем переброс мощности происходит при мизерной, незаметной водителю разнице в сцеплении колес.

Побороть губительную свободу симметричного дифференциала пытались разными способами. Лучше всего это получилось у систем электронной стабилизации, но мы сейчас не о них. Помимо симметричных, в «раздатках» стали применять несимметричные дифференциалы, заведомо раздающие больший крутящий момент назад. Технически они несложны, но позволяют почти всегда оставлять автомобиль немного более заднеприводным, уберегая от коварных перебросов мощности. Такой дифференциал стоит и в «раздатке» Audi Q7, и в «мицубишевском» SuperSelect II (33:67 %).

ОТБОР МОЩНОСТИ
Довольно редко от раздаточной коробки приводятся еще какие-то узлы, кроме мостов. Это может быть лебедка (на части Toyota Land Cruiser 80), разнообразные навесные агрегаты спецтехники (например, снегоочистители). Такую раздаточную коробку чаще называют коробкой отбора мощности.

Для нее используется специальная аббревиатура КОМ, дополнительные приводы вращают собственные карданные валы. Даже отечественный УАЗ-469 имел версию с КОМ для щетки под брюхом. За границей подобные коммунальные машины весьма широко используют и сегодня.

Раздаточная коробка служит для распределения (раздачи) крутящего момента от коробки передач между ведущими мостами автомобиля; она также обеспечивает включение и выключение переднего ведущего моста.

Раздаточные коробки устанавливаются на автомобиле обычно за коробкой передач. На большинстве автомобилей повышенной проходимости устанавливаются двухступенчатые раздаточные коробки, конструкция которых позволяет при необходимости изменять распределяемый крутящий момент.

Наличие двух передач в раздаточной коробке позволяет изменять передаточные числа силовой передачи, удваивая общее число передач автомобиля. Один ряд передач получается при включении высшей передачи раздаточной коробки, другой, с большими передаточными отношениями, - при включении низшей передачи. Увеличение общего числа передач и передаточных отношений позволяет наиболее эффективно использовать автомобиль в любых дорожных условиях.

Принцип работы автомобильных раздаточных коробок вне зависимости от их конструктивного оформления одинаков. Рассмотрим их устройство и работу на примере двухступенчатой раздаточной коробки двухосных автомобилей ГАЗ-69А и ГАЗ-69.

Раздаточная коробка крепится к поперечине рамы в четырех точках на резиновых подушках и соединяется с коробкой передач коротким карданным валом.

В чугунном литом картере 4, имеющем сверху люк, закрытый крышкой 6, расположены три вала: ведущий 5, промежуточный 31 и ведомый 29.

Ведущий вал 5 установлен на шарикоподшипниках 1. Шарикоподшипник заднего конца ведущего вала закрыт глухой крышкой 2, а в крышке переднего конца ведущего вала установлен самоподжимной сальник. Наружный конец вала 5 имеет шлицы, на которых при помощи гайки закреплен фланец 40. К фланцу четырьмя болтами крепится фланец короткого карданного вала, соединяющего раздаточную коробку с коробкой передач. В средней части вала нарезаны шлицы, на которых сидит шестерня 7.

Ниже на двух конических роликоподшипниках 14 установлен промежуточный вал 31. Роликоподшипники закрыты крышками, под одну из которых поставлены регулировочные прокладки 43. На промежуточном валу на шлицах сидят шестерня 15, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 7 ведущего вала и шестерней 24 ведомого вала, и шестерня 32 понижающей передачи.

Рис. Устройство раздаточной коробки автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 - шарикоподшипник ведущего вала; 2 и 11 - крышки шарикоподшипников ведущего вала; 3 - стопорное кольцо; 4 - картер раздаточной коробки; 5 - ведущий вал; 6 - крышка люка картера; 7 - ведущая шестерня ведущего вала; 8 - распорное кольцо; 9 - самоподжимной сальник; 10 - фланец крепления промежуточного карданного вала; 12 - уплотнительная прокладка; 13 — регулировочные прокладки; 14 - роликоподшипник промежуточного вала; 15 - шестерня постоянного зацепления промежуточного вала; 16 - кронштейн механизма переключения и вала привода переднего моста; 17 - вилка включения переднего ведущего, моста; 18 - муфта включения переднего ведущего моста; 19 - бронзовая втулка; 20 - вал привода переднего ведущего моста; 21 - двухрядный шарикоподшипник; 22 - фланец крепления переднего карданного вала; 23 - роликоподшипник; 24 - шестерня постоянного зацепления ведомого вала; 25 - шестерня включения высшей и низшей передач; 26 - пробка сливного отверстия; 27 - вилка шестерни включения высшей и низшей передач; 28 - крышка роликоподшипника заднего конца ведомого вала; 29 - ведомый вал; 30 - ведущая шестерня привода спидометра; 31 - промежуточный вал; 32 - ведущая шестерня понижающей передачи

Ведомый вал установлен в двух конических роликоподшипниках 23. В крышке 28 роликоподшипника заднего конца ведомого вала расположены самоподжимиой сальник 9 и валик с ведомой шестерней привода спидометра, которая находится в зацеплении с ведущей шестерней 30, сидящей на шлицах вала. На этих же шлицах посажен фланец, который закрепляется на валу гайками.

Фланец служит для присоединения карданной передачи, идущей к заднему ведущему мосту автомобиля. Крышкой роликоподшипника переднего конца ведомого вала является кронштейн 16, в котором на двухрядном шарикоподшипнике 21 установлен передний конец вала 20 привода переднего ведущего моста. Задний конец вала 20 сидит на втулке 19 в отверстии ведомого вала. Под крышкой 28 расположены регулировочные прокладки конических роликоподшипников. На ведомом валу на бронзовой втулке свободно вращается шестерня 24. Шестерни постоянного зацепления 7, 15 и 25 раздаточной коробки имеют косые зубья.

Шестерня 25 установлена на ведомом валу 29; при помощи вилки 27 переключающего механизма она может перемещаться на шлицах по валу.

Перемещаясь вперед, шестерня 25 надвигается своими шлицами на зубчатый венец шестерни 24 постоянного зацепления, включается высшая передача раздаточной коробки. Перемещаясь назад, шестерня 25 входит в зацепление с ведущей шестерней 32 понижающей передачи, включается низшая передача раздаточной коробки. Шестерня 25 может занимать промежуточное (нейтральное) положение, когда она не находится в зацеплении ни с шестерней 32, ни с зубчатым венцом шестерни 24, ведомый вал 29 при этом не вращается.

Передний ведущий мост автомобиля включается перемещением муфты 18 по шлицам переднего конца ведомого вала. Перемещаясь вперед, муфта своими шлицами надвигается на зубчатый венец вала 20 привода переднего ведущего моста и соединяет его с ведомым валом.

Управление раздаточной коробкой осуществляется двумя рычагами, расположенными в кабине, водителя за рычагом переключения передач коробки передач. Опоры рычагов размещаются непосредственно на картере раздаточной коробки. Левый рычаг служит для включения и выключения переднего ведущего моста и имеет два положения: переднее-передний мост выключен и заднее - мост включен.

Правый рычаг служит для переключения передач раздаточной коробки и имеет три положения: переднее, когда включена низшая передача, среднее (нейтральное), когда ведущий вал разобщен с промежуточным, и заднее, когда включена высшая передача. Передачи в раздаточной коробке и передний ведущий мост включаются при помощи ползунов 33 и 34 и связанных с ними вилок 35 и 36. Для предотвращения произвольного включения передач и переднего ведущего моста служат фиксаторы.

Рис. Схема работы раздаточной коробки: а - высшая передача (передний ведущий мост выключен): б - низшая передача (передний ведущий мост включен) (наименование деталей 1-32 то же, что на предыдущем рисунке); 33 - ползун включения переднего ведущего моста; 34 - ползун переключения передач; 35 - вилка включения переднего ведущего моста; 36 - вилка переключения передач

Включать передний ведущий мост следует только при движении в тяжелых дорожных условиях (песок, снег, гололедица, грязная разбитая дорога и т.д.). Постоянная езда с включенным передним ведущим мостом увеличивает износ деталей автомобиля, повышает расход горючего вследствие возрастания потерь на трение и ведет к ускоренному износу шин. Поэтому, как только автомобиль выходит на хорошую дорогу, передний мост необходимо выключать.

При включенной высшей передаче в раздаточной коробке, если задние колеса не буксуют, включать и выключать передний мост можно во время движения на любой скорости без выключения сцепления. В этом случае ведомый вал раздаточной коробки и карданный вал, идущий к переднему ведущему мосту, вращаются с одинаковой скоростью. Если же задние колеса пробуксовывают, то включать передний ведущий мост нужно при выключенном сцеплении.

Низшая передача раздаточной коробки включается в особо тяжелых дорожных условиях. Эта передача включается на остановке автомобиля, после того как включен передний мост; при этом сцепление надо выключать.

Для предотвращения перегрузки силовой передачи большим крутящим моментом при включении низшей передачи раздаточной коробки в механизме управления раздаточной коробкой имеется блокирующее устройство , не дающее возможности включать низшую передачу раздаточной коробки при выключенном переднем ведущем мосте, а также выключать передний мост при включенной низшей передаче.

Это устройство выполнено и работает так же, как и замочный фиксатор коробки передач автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А. Для улучшения маневренности и уменьшения расхода горючего при эксплуатации на дорогах с твердым покрытием у большегрузных автомобилей повышенной проходимости в раздаточной коробке имеется особый механизм - межосевой дифференциал .

Межосевой дифференциал обеспечивает колесам ведущих мостов возможность вращаться с разным числом оборотов. Это необходимо потому, что за одно и то же время колеса переднего, среднего и заднего мостов автомобиля проходят неодинаковые пути как на поворотах, так и при движении по неровной дороге, что может сопровождаться пробуксовкой части колес или движением их юзом.

Межосевой дифференциал размещается в раздаточной коробке между валами, передающими крутящий момент переднему и заднему (или тележке задних) ведущим мостам. Дифференциал выполняет две задачи:

• во-первых, передает вращение к соосно расположенным валикам, при этом число оборотов ведущего элемента (коробки) дифференциала остается неизменным при переменном числе оборотов валов
• во-вторых, распределяет (раздает) крутящий момент от коробки передач между валами в строго определенном отношении

Дифференциал, распределяющий крутящий момент между валами поровну, называется симметричным, а дифференциал, распределяющий крутящий момент между валами в некотором постоянном отношении, пропорциональном распределению сцепного веса автомобиля но ведущим мостам, которое задается при конструировании автомобиля, - несимметричным.

Механизмы автомобильных межосевых дифференциалов отличаются многообразием конструкций, но тем не менее принцип их устройства и работы одинаков.

Рис. Схема межосевого дифференциала: а - симметричный дифференциал; б - несимметричный дифференциалу; 1 - вал привода переднего ведущего моста; 2 - ведомая шестерня дифференциала; 3 - сателлит; 4 и 6 - шестерни валов привода ведущих мостов; 5 - вал привода среднего и заднего ведущих мостов; 7 - крестовина; 8 - коробка дифференциала

Устройство простейшего конического межосевого дифференциала схематично показано на рисунке. Механизм дифференциала состоит из коробки 8, приводимой во вращение относительно валов привода ведущих мостов автомобиля жестко связанной с ней, шестерней 2. В коробке установлена крестовина 7, на шипах которой свободно вращаются конические шестерни-сателлиты 3, которые находятся в зацеплении одновременно с двумя коническими шестернями 6 и 4, жестко связанными с валами 1 и 5 привода переднего, среднего и заднего мостов.

Работает дифференциал следующим образом. При вращении шестерни 2 вместе с коробкой 8 и крестовиной 7 дифференциала одновременно будут поворачиваться и сателлиты 3, а с ними шестерни 6 и 4 приводных валов ведущих мостов автомобиля, весь механизм дифференциала будет вращаться как одно целое. Так происходит при движении автомобиля по ровной прямой дороге, когда обе шестерни валов привода ведущих мостов автомобиля оказывают сателлитам одинаковое сопротивление прокручиванию.

Рис. Схема переезда автомобилем неровности: а — колесами переднего моста; б - колесами среднего и заднего мостов

Совсем по-другому работает межосевой дифференциал при поворотах или движении автомобиля по неровной дороге, когда колеса ведущих мостов вынуждены проходить неодинаковые пути. Так, например, при переезде через неровность (рис. а) передние ведущие колеса автомобиля совершат больший путь, чем колеса среднего и заднего мостов, скорость вращения колес среднего и заднего мостов при этом становится меньше скорости вращения передних колес; соответственно возрастает сопротивление их прокручиванию. В этом случае сателлиты начинают перекатываться по шестерне 4 вала привода среднего и заднего мостов и, вращаясь на шипах крестовины, увеличивают скорость вращения шестерни 6 вала привода переднего моста, колеса которого при переезде через неровность должны пройти больший путь, чем колеса среднего и заднего мостов. Число оборотов колес переднего моста при этом увеличивается настолько, насколько уменьшается число оборотов колес среднего и заднего мостов.

То же самое происходит и при переезде неровности колесами среднего и заднего мостов (рис. б). Колеса переднего моста, проходящие в этом случае меньший путь, замедляют скорость своего вращения и оказывают значительное сопротивление своему прокручиванию. Вследствие этого сателлиты дифференциала начинают перекатываться по шестерне 6 привода переднего моста, увеличивая соответственно скорость вращения шестерни 4 и связанных с нею через вал 5 колес среднего и заднего ведущих мостов.

В симметричном межосевом дифференциале (рис. а) крутящий момент, передаваемый шестерней 2, распределяется между валами привода переднего 1, среднего и заднего 5 мостов всегда поровну вследствие одинакового диаметра и числа зубьев шестерен 4 и 6.

В несимметричном межосевом дифференциале (рис. б), у которого диаметр шестерен 4 и 6 валов привода ведущих мостов не одинаков, крутящий момент распределяется между валами ведущих мостов пропорционально диаметру и числу зубьев шестерен их привода (чем больше диаметр шестерни, т.е. чем больше на ней зубьев, тем больший момент ей передается).

Для того чтобы сателлиты 3 в несимметричном дифференциале могли находиться в зацеплении одновременно с двумя различными по диаметру шестернями, их выполняют в виде двойной конической шестерни.

Рис. Схема межосевого несимметричного планетарного дифференциала: 1 - вал привода переднего ведущего моста; 2 - ведомая шестерня дифференциала; 3 - коронная шестерня; 4 - сателлит; 5 - солнечная шестерня; 5 - вал привода среднего и заднего ведущих мостов; 7 - коробка дифференциала

В некоторых конструкциях раздаточных коробок, например в раздаточной коробке автомобиля Урал-375, несимметричный дифференциал выполнен не из конических шестерен, а из цилиндрических так называемого планетарного типа.

В межосевом планетарном дифференциале, схема которого показана на рисунке, валы привода мостов связаны с различными по конструкции шестернями: вал 1 привода переднего моста с цилиндрической шестерней 5, называемой солнечной, вал 6 привода среднего и заднего мостов с коронной шестерней 3 внутреннего зацепления. В зацеплении с солнечной и коронной шестернями находятся небольшие цилиндрические шестерни - сателлиты 4, оси которых закреплены в коробке 7 дифференциала.

Работает межосевой планетарный дифференциал так же, как и межосевой конический дифференциал.

Применение в раздаточных коробках межосевых дифференциалов облегчает управление автомобилем, уменьшает расход горючего и износ шин; применение несимметричного дифференциала способствует, кроме того, более рациональному использованию сцепного веса автомобиля, который не всегда равномерно распределяется по осям, для увеличения силы тяги автомобиля. Вместе с тем межосевой дифференциал не устраняет буксования колес ведущих мостов при движении автомобиля по местности с различным состоянием грунта, когда наблюдается неодинаковое сцепление колес с грунтом.

Для повышения проходимости автомобиля в конструкциях межосевых дифференциалов предусматривается специальная муфта блокировки дифференциала. С помощью этой муфты дифференциал блокируется и буксование мостов устраняется, все ведущие, мосты вращаются с одинаковым числом оборотов. Блокировка дифференциала достигается тем, что муфта блокировки при ее включении жестко связывает между собой посредством шлицевых соединений коробку дифференциала и вал привода одного из ведущих мостов.

Для смазки механизма раздаточной коробки в ее картер заливается трансмиссионное масло до уровня маслоналивного отверстия, закрытого пробкой.

Конструкция трансмиссии многих автомобилей включает в себя такой узел, как раздаточная коробка. Благодаря ей привод на таких авто осуществляется на все колеса. Наличие раздаточной коробки повышает проходимость машины и улучшает управляемость. Этим дополнительным узлом комплектуются как обычные легковые автомобили, так и модели повышенной проходимости – внедорожники и кроссоверы.

Типы привода и их влияние на управление раздаточной коробки

Раздаточная коробка хоть и проще АКПП, но она также имеет передачи, в ней осуществляется подключение осей и это обеспечивается механизмом управления раздатки. Причем способ управления и режимы работы этой коробки зависят от типа привода и конструктивного исполнения самого узла.

На автомобилях применяется три разных типа привода – Part-Time (с ручным управлением), Full-Time (постоянный привод 4х4), On-Demand (с электронным управлением). Последний вариант применяется по большей части на легковых авто, но встречается он также и на некоторых внедорожных версиях.

Особенность привода On-Demand заключается в том, что раздаточная коробка управляется электроникой и распределение моментов между осями происходит в полностью автоматическом режиме (водитель на работу раздатки не влияет). В этом случае основное назначение привода – обеспечение максимальной управляемости машины на разных режимах движения. Но стоит отметить, что на некоторых кроссоверах водитель все же может задать режимы работы раздатки, вот только количество их ограничено, да и электроника будет постоянно вносить свои коррективы.

А вот в приводах Part-time и Full-Time управление раздаткой – более обширно, и включая определенные режимы водитель существенно может повлиять на проходимость авто. Такие типы привода обычно применяются на внедорожниках и кроссоверах, в этом случае его основное назначение – повышение внедорожных качеств.

Поэтому более подробно рассмотрим, как пользоваться раздаткой на внедорожниках. Существует целый порядок действий, который необходимо выполнить, чтобы включить требуемый режим. И отметим, что также многое зависит от конструктивного исполнения узлов трансмиссии.

Сказывается еще и механизм управления раздаточной коробкой. При полностью механическом управлении в салоне установлен дополнительный рычаг, которым водитель задает режим работы (по принципу МКПП – вводом в зацепление требуемых шестерен осуществляется изменение ступени, подключение второго моста, блокирование дифференциала). Но сейчас обычно используется электронный привод. В нем переключение режимов работы выполняется селектором или клавишами. В этом случае переключение внутри раздатки выполняется электроприводами.

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.

Режимы раздаточной коробки на постоянном полном приводе

Перейдем к приводам Full-Time. Его особенность заключается в том, что обе оси являются ведущими постоянно. Возможность двигаться по дорогам с твердым покрытием без снижения управляемости достигается наличием межосевого дифференциала. Но этот же элемент также оказывает негативное влияние на внедорожные качества (при потере сцепления на одной оси, колеса второй прекращают вращаться – авто останавливается).

Для решения этой проблемы также используются режимы на раздатке, которые на авто с таким приводом часто обозначаются как:

• H (полный привод с автоматическим распределением передаточного соотношения);
• HL (полный привод с заблокированным дифференциалом);
• LL или Lo (пониженная передача раздатки с блокировкой дифференциала);
• N (нейтраль).

Последний режим – «нейтраль» идентичен описанному выше, поэтому рассматривать его не будем.

Режим Н – используется по умолчанию и характеризуется постоянной работой дифференциала, поэтому на управляемости он не сказывается, поскольку разница в траектории колес при прохождении поворотов компенсируется имеющимися дифференциалами.

Режим HL используется для рыхлых грунтов и легкого бездорожья. За счет блокировки дифференциала задается определенное соотношение между осями (по сути, получается жесткое подключение). Включать этот режим на авто можно прямо во время движения, причем на любой скорости. Но здесь важно знать, как пользоваться раздаткой с разными механизмами управления. Если она управляется электронным способом, то просто переводим селектор или включаем клавишу при отпущенной педали газа. На коробке же с механическим управлением перед переходом на другой режим нужно включить «нейтраль» на КПП и переводить рычаг раздатки при выжатом сцеплении.

Режим LL используется при движении по сильному бездорожью. По сути, он полностью копирует режим 4L, описанный выше. Да и включение его не отличается – останавливаем автомобиль, затем ставим «нейтраль» на обеих коробках, включаем режим LL на раздатке и только после этого включаем скорость на КПП.

Немного о приводах On-Demand с функцией управления раздаточной коробкой. Такие применяются на ряде кроссоверов. Раздатки таких авто обычно могут работать в трех режимах, 2WD – привод только на одну ось, 4WD (соответствует режиму H в приводе Full-Time) и 4WD Lock (копирует HL).

Многорежимный привод

Привод Selectable 4WD является гибридом рассмотренных режимов, в нем присутствует возможность включения Part-time и Full-Time. Он является достаточно сложным по конструкции и управлению.

В нем присутствует больше всего режимов работы:

• 2WD или 2H (привод одной оси);
• 4 part time или 4H (полный привод с блокировкой дифференциала);
• 4 full time или 4HLc (постоянный полный привод с автоматическим распределением передаточного соотношения);
• N (нейтраль);
• 4Lo или 4LLc (пониженная передача с блокировкой дифференциала).

Здесь самый богатый выбор режимов и для правильного, безопасного вождения необходимо знать чем отличается каждый режим работы и понимать какой необходим в данный момент.

Переключение режимов происходит аналогично – 2H, 4H, 4HLc также можно и во время движения, а включение 4LLc только при нейтральном положении коробки передач. Здесь полный выбор настроек для любых дорожных условий, они идентичны режимам описанным выше.

Отключение раздаточной коробки

Раздаточная коробка – высоконагруженный узел, поэтому и ломается он часто, особенно при нарушении эксплуатации. Поэтому многих интересует, можно ли ездить без раздатки. Здесь все зависит от того, что именно неисправно.

В целом, если демонтировать этот узел с авто, то машина не поедет, поскольку именно раздаточная коробка «раздает» вращение по осям. И если ее не будет, то крутящий момент от КПП на мосты подаваться не будет.

Но есть и неисправности при которых нарушается работоспособность раздаточной коробки. Одной из распространенных поломок является вытекание рабочей жидкости из фрикционной вискомуфты, которая используется в конструкции ряда раздаток вместо дифференциала. В результате этого муфта полностью блокируется, и узел начинает постоянно работать в режиме HL, что сопровождается ухудшением управляемости.

Если отремонтировать раздаточную коробку возможности нет, то решить проблему можно путем демонтажа карданного вала задней оси. В результате автомобиль становится переднеприводным, но при этом управляемость возрастет.

Этот же метод применим и в случае повреждения одного из мостов. Путем снятия приводного вала просто от трансмиссии отключается ось с поломанным узлом. Но при этом также следует побеспокоиться об отсоединении приводных валов колес от главной передачи.

Заключение

Рассмотренные виды режимов полного привода могут отличаться аббревиатурами, так как их большое множество, да еще и в современных автомобилях часто используют иконки вместо буквенного обозначения. Поэтому необходимо ознакомится с инструкцией по эксплуатации, где будет сказано какая иконка отвечает за необходимый режим.

В целом всегда необходимо следить за состоянием раздаточной коробки и соблюдать режимы ее работы, рекомендованные производителем. Производить своевременную замену масла, в общем не затягивать с техническим обслуживанием и тогда она вас не подведет в ответственный момент.

Autoleek