Как устроена раздаточная коробка

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.

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.

Принцип работы

Схематическое устройство на примере ВАЗ 2121.

При движении по устойчивым поверхностям с высокими сцепными свойствами в постоянном полном приводе нет необходимости, поэтому скользящая муфта (8) через ступицу (7) сочленяет ведущий вал (12), который получает крутящий момент от двигателя, с шестерней высшей передачи (6). Шлицы высшей шестерни находятся в зацеплении с шестерней постоянного зацепления промежуточного вала. От нее крутящий момент передается на ведомую шестерню (29) и дифференциал (23).

Предназначение дифференциала в перераспределении крутящего момента между валами заднего и переднего моста. Понять его принцип работы и устройство без визуального представления крайне сложно, поэтому рекомендуем посмотреть видео.

В таком режиме работы распределение крутящего момента определяется уровнем сопротивления качению колес на передней и задней оси. Равномерное распределение тягового усилия по осям осуществляется механизмом блокировки межосевого дифференциала (23). Воздействуя на рычаг управления раздаткой в салоне, водитель перемещает скользящую муфту (31), сочленяя тем самым приводной вал передней оси (32) с зубцами на корпусе дифференциала. Таким образом, сателлиты больше не участвуют в работе дифференциала, что приводит к равномерному распределению крутящего момента между передним и задним карданами.

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.

Part-Time

Раздаточная коробка передач в системе полного привода Part-Time не имеет межосевого дифференциала. По умолчанию у таких автомобилей ведущая задняя ось. Передний привод подключается принудительно при желании водителя. Отсутствие дифференциала приводит к тому, что включать полный привод можно только на покрытиях со сниженным коэффициентом сцепления. Если пренебречь этим советом, силы, возникающие из-за разной частоты вращения колес при повороте, очень быстро выведут раздаточную коробку из строя. Видео с разборкой раздатки Part-Time.

Если подытожить, то процессы внутри раздаточной коробки можно свести к перемещению скользящих муфт, которые изменяют комбинации вращающихся шестерен. Перемещение вилок скользящих муфт может осуществляться как напрямую через рычаги в салоне, так и нажатием клавиш на приборной панели. В последнем случае перемещение муфты осуществляется сервоприводом, который крепится к раздаточной коробке.

Системой Part-Time оснащаются: Toyota Land Cruiser 70, Opel Frontera, Great Wall Hover, УАЗ и многие другие внедорожники.

Почему Part-time и Full-time больше неактуальны

Механические раздаточные коробки передач обладают одним неоспоримым достоинством – большим ресурсом. Устройство, при котором распределение крутящего момента между ведущими мостами осуществляется за счет зацепления шестеренок, в плане надежности не имеет себе равных. Поэтому именно такой тип раздаток устанавливается на внедорожники, предназначенные для эксплуатации в условиях тяжелого бездорожья, военную технику.

Но поскольку для SUV и паркетников, использующихся по большей мере в городской черте, надежность механических блокировок не столь важна, то мириться с довольно серьезными недостатками архаичной раздаточной коробки становится нецелесообразно. Отрицательные стороны:

• невозможность реализовать динамический полный привод, при котором моноприводный автомобиль, попадая в определенные дорожные условия, без участия водителя становится полноприводным;
• плохая управляемость автомобилей с Full-Time раздатками;
• невозможность постоянно использовать блокировку межосевого дифференциала в системах Full-Time и подключать второй ведущий мост в Part-Time на участках дороги, где чистый асфальт чередуется со скользкими участками.

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.

Torque on-demand

На данный момент полноприводная трансмиссия Torque on-demand является наиболее совершенной для использования на SUV и паркетниках. Особенности устройства наиболее распространенных типов раздаточных коробок TOD:

• • гидродинамическая муфта с электронным управлением. В конструкции раздаточной коробки отсутствует межосевой дифференциал, но есть понижающий ряд. Включение обеих мостов осуществляется набегающей муфтой, которая прижимает пакет фрикционов. Усилие прижатие зависит от величины силы тока, подающегося на электромагнитный клапан. Передача крутящего момента между зубчатыми колесами входного и выходного валов осуществляется цепной зубчатой передачей. Устройство и принцип работы раздаточной коробки с цепной передачей отлично показаны на видео;

• многодисковая фрикционная муфта, блокирующаяся давлением масла. Устройство раздаточной коробкой передач Haldex, устанавливающееся на Audi, VW, Seat, Volvo и т.п., предполагает наличие стальных и фрикционных дисков. Диски сжимаются, подключая передний или задний мост, давлением масла, которое возникает вследствие набегания корпуса муфты на нажимные ролики.

Для лучшего понимания работы раздаточных коробок современных систем полного привода рекомендуем ознакомиться со статьей «Суть работы блокировок дифференциала».