Как устроена раздаточная коробка

Классификация

В целом, конструктивных исполнений раздаток – множество, поэтому и используется классификация их. Она разделяет все существующие виды раздаточных коробок по таким критериям как:

• Способ распределения мощности;
• Число передач;
• Тип механизма управления;
• Расположение валов.

Распределение мощности

Способ распределения мощности – один из основных критериев, по которым разделяются раздатки. Он характеризует, как именно осуществляется передача вращения между осями.

По этой классификации коробки делятся на обеспечивающие:

• Постоянный привод на обе оси без возможности отключения какого-либо мостов;
• Возможность отключения переднего или заднего моста (он в этой компоновке трансмиссии является вспомогательным);
• «Равноправное» отключение. Такая раздатка позволяет отключать любой из мостов (позволяет на авто сделать любой тип привода – передний, задний, полный).

Трансмиссия с постоянным приводом используется как на легковых авто, так и некоторых внедорожниках. В раздатке таких трансмиссий отсутствует механизм управления, и ведущими являются постоянно все колеса.

Отметим, что в современных конструкциях раздаток полноприводных трансмиссий дифференциал не используется, вместо него устанавливаются разного рода муфты (электромеханические, фрикционные, магнитные). Их особенность заключается в том, что они могут обеспечивать меняющееся соотношение распределения вращения. Управление этими муфтами осуществляется электроникой, что позволяет системе привода быстро реагировать на дорожные условия и направлять больший момент на требуемую ось.

Раздаточные коробки с отключаемым одним из мостов – самая распространенная компоновка для кроссоверов. Ее особенность заключается в том, что водитель самостоятельно решает, когда нужен полный привод. В такой конструкции также нередко используются муфты в качестве межосевого дифференциала. Управление коробкой может быть, как полностью механическим, так и электроприводным.

Схема видов полного привода

«Равноправное» отключение мостов встречается нечасто. Обусловлено это более сложной конструкцией самой коробки.

Количество ступеней

По количеству передач существующие типы коробок передач делятся на одно-, двух- и трехступенчатые. На легковых автомобилях и кроссоверах обычно используется одноступенчатая передача. Это означает, что передаточное число раздаточной коробки равно 1, то есть она его не изменяет и на колеса передается тот момент, который задан КПП.

На внедорожниках же часто встречается двухступенчатая раздатка. В ней имеется две передачи, у которых передаточное число равно 1 и 2. Нередко такую коробку еще называют «раздаткой с делителем». Наличие двух передач позволяет при надобности на этом узле изменить передаточное число, повысив тяговое усилие на колесах. Но при этом автомобиль движется вдвое медленнее. В обычной коробке это делается всего лишь наличием дополнительной пары шестерен.

Трехступенчатые раздаточные коробки на автотранспорте обычно не встречаются, их используют на спец. технике.

Механизм управления

Что касается типа механизма управления, то он бывает ручным, полуавтоматическим и полностью автоматическим. Первый вариант – самый надежный, поскольку в конструкции отсутствует какая-либо электроника. В такой раздаточной коробке водитель самостоятельно, при помощи системы рычагов вводит в зацепление шестерни, включая дополнительный мост.

В полуавтоматическом механизме задействование дополнительного моста осуществляется механизмом управления с электронным приводом. То есть, включение и выключение дополнительного моста проходит без участия водителя. Но такая система управления позволяет и самому водителю включать полный привод.

Ручной и полуавтоматический механизм управления раздаткой

Автоматическое же управление подразумевает, что работу раздаточной коробки полностью контролирует электроника. Она на основе показаний датчиков определяет момент, когда нужен полный привод и задействует его.

Положение валов

Последний критерий, по которым делятся раздаточные коробки – положение валов. Оно бывает соосным и несоосным. Первый вариант указывает на то, что ведомый и вал привода переднего моста расположены на одной оси. Ведущий же вал располагается параллельно им.

В несоосной конструкции на одной оси располагаются ведущий и ведомый валы, а вал переднего моста установлен параллельно.

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.

Что такое раздаточная коробка

Как правило, раздатка в автомобиле – это агрегат, который был специально разработан для того, чтобы максимально распределять крутящий момент ко всем приводным техническим устройствам. Такие КПП отличаются увеличенным количеством передач.

Основная функция такой коробки – равномерно распределить усилия на все ведущие мосты. Кроме того, благодаря ей автовладелец имеет возможность включать/отключать один из ведущих мостов (передний или задний). Раздатка комплектуется двухступенчатым редуктором, который влияет на придаточные числа и количество непосредственно самих скоростей.

На автомобили, которые предназначены для прохождения по сложным участкам, могут быть установлены раздатки, которые отличаются между собой:

• соотношением распределения момента;
• непосредственно устройством;
• типом подключения к коробке перемены скоростей;
• способом подключения;
• типом управления.

Существует несколько конструкций подобных КП, но их объединяет единое – принцип работы (он у всех одинаков).

Устройство раздатки

Узел выполнен в отдельном чугунном корпусе  в виде одноступенчатого редуктора с цилиндрическими шестернями и обгонной муфтой. Привод механизм получает от вторичного вала коробки передач через промежуточную шестерню, установленную на оси в перегородке КПП. Смазка механизма осуществляется разбрызгиванием масла с общей ёмкости трансмиссии трактора.

раздатка МТЗ 82 в сборе

В состав механизма входит:

• вал, вращающийся на двух шарикоподшипниках
• обгонная роликовая муфта свободного хода одностороннего действия, состоящая из наружной и внутренней обойм
• зубчатая муфта со скользящим блоком для выбора режима работы ПВМ
• механизм управления, позволяющий отключать — включать и блокировать муфту свободного хода

Обгонная муфта

Наружная обойма 5, являясь ведущей частью муфты, своим внешним зубчатым венцом постоянно находится в зацеплении с промежуточной шестернёй 12 в КПП и получает вращение на всех передачах. Обойма опирается на два подшипника 7 установленных на наружном диаметре ведомой части 6 муфты, которая, в свою очередь, вращается независимо на валу 8 раздаточной коробки, опираясь на латунную втулку. Таким образом, обе обоймы в разблокированном состоянии вращаются независимо друг от друга. В восьми профильных пазах 10 ведущей части муфты находятся блокирующие ролики  со штифтами 9 и пружинами 11, которые заперты пробками. Для соединения с зубчатым блоком 2 при переключении режимов работы ПВМ ведущая и ведомая части муфты имеют внутренние зубчатые венцы.

схема устройства раздаточной коробки

обгонный механизм в сборе

Муфта переключения режимов

Зубчатая муфта представляет собой единый скользящий по шлицам вала зубчатый блок с одноимёнными наружными зубчатыми венцами для взаимодействия с ведомой и ведущей обоймами обгонной муфты. Выбором положения блока определяется режим работы переднего моста. Механизм управления представляет собой систему тяг от рычага управления связанных с осью в корпусе узла, которая передвигает вилку, взаимодействующую через кольцевую выточку в зубчатом блоке.

Зубчатый блок раздатки

Как работает коробка и нужна ли она?

Как работает?

Для начала разберёмся, как работает раздаточная коробка. Принцип работы раздаточной коробки заключается в том, что дифференциалы, которые бывают двух типов (симметричные и несимметричные) делят крутящий момент на оси. Первый вид механизма распределяет крутящий момент поровну, а второй — не поровну, в зависимости от заданных показателей. Так или иначе, благодаря этому прибору приводные валы могут работать с разной скоростью, что увеличивает манёвренность и устойчивость машины при повороте и при езде по бездорожью.

Принцип действия раздатки:

Также под дифференциалом может быть установлен блокиратор. Это устройство помогает заблокировать дифференциал, распределяющий крутящий момент. После такой блокировки колёса будут вращаться строго с одинаковой скоростью. Управлять этой функцией можно самостоятельно из салона автомобиля либо можно настроить автоматическую блокировку. Такая функция востребована на тех машинах, которым приходится ездить, например, по длинным полям.

У раздаточной коробки существует несколько режимов работы. Она может функционировать:

• при двух активных мостах и блокировке дифференциала, которая осуществляется в автоматическом режиме;
• при двух активных мостах, но на понижающей передаче с условием перманентной блокировки дифференциала;
• при двух работающих мостах и с условием перманентной блокировки дифференциала;
• при двух работающих мостах;
• при условии работы только заднего моста.

Если коробка не работает

Неисправности раздаточной коробки бывают разными. Однако существует несколько наиболее часто встречающихся недугов прибора:

• Сложно включаются передачи. Если у вас наблюдается такая проблема, проверьте штоки и вилки прибора. Они могли износиться в результате долгой эксплуатации. Если это так, следует заменить их как можно скорее. Также причиной могут стать задиры, образовавшиеся на зубчатых колёсах. Если ни одна из указанных причин не касается вас, остаётся лишь проверить фиксаторы. Возможно, указанная проблема вызвана их расхлябанностью.
• Передачи автоматически выключаются на ходу. Скорее всего, необходимо заменить шестерни. Их зубья наверняка уже успели износиться. Если шестерни в порядке, проверьте целостность креплений вилок. Они могут соскакивать.
• Коробка ужасно шумит. Для начала вспомните, какие смазывающие вещества вы используете? Возможно, их вязкости недостаточно и нужно подобрать что-то более густое. Зубчатые колёса могли прийти в негодность. Тогда их нужно заменить. Эта же причина может быть вызвана проблемами при работе сцепления или стиранием подшипников.
• Вытекает масло из РК. Если вы определили, что масло течёт именно из неё — просто купите новые прокладки и попросите мастера их установить.

К сожалению, самостоятельно починить коробку любителю почти невозможно. Единственное, что новичок в ремонтном деле сможет сделать своими руками — произвести замену масла. Для всех остальных процедур потребуется помощь специалиста.

Нужна ли раздаточная коробка?

Как и у любого механизма, у РК есть свои преимущества и недостатки.

Начнём, пожалуй, с минусов. Точнее, с одного, но существенного минуса раздаточной коробки. Дело в том, что большинство её деталей довольно дорого стоят. Поэтому их замена обойдётся недёшево. А те детали, которые продаются по приемлемым ценам, сложны в починке, поэтому тоже могут потребовать средств от автовладельца на работу мастера.

Теперь «плюсы»:

• При работе «раздатки» во время движения автомобиля на низкой скорости крутящий момент передаётся на оси. Это увеличивает проходимость внедорожника.
• Примечательно, что при работе «раздатки» большой крутящий момент не может потеряться. Это достигается благодаря демультипликатору. Он является помощником машины в сокращении интенсивности кручения валов привода.
• Также у водителя автомобиля, оснащённого раздаточной коробкой, есть возможность самостоятельно определять число передачи.
• При езде в сложных условиях РК станет другом и помощником автомобилиста, помогая его «железному коню» эффективно преодолевать ландшафтные препятствия.
• Ну и, конечно, одно из ведущих преимуществ заключается в том, что работа раздаточной коробки продляет жизнь трансмиссии.

Но не стоит забывать, что никакая раздаточная коробка не умаляет важности мастерства водителя, решившего проехать на внедорожнике по сложным участкам. Ведь даже при управлении самым «навороченным» авто неопытность ездока может сыграть с ним злую шутку

Схема и принцип работы

Как найти эту деталь? Как правило, «раздатка» крепится к лонжеронам машины при помощи специальных кронштейнов непосредственно за коробкой передач. На разных моделях схема расположения этого агрегата может быть разной.

Самый распространённый тип «раздаток» — двухступенчатые, которые могут менять значение крутящего момента. Благодаря двум главным передачам в «раздатке» можно менять передаточное число силовой передачи. А это в свою очередь приводит к двукратному увеличению количества передач. Ряд с малым передаточным числом включается при включении низшей передачи, а с большим – при переключении на низшую передачу. А чем больше количество передач, тем лучше автомобиль преодолевает сложные участки.

Принцип действия раздаточной коробки несложен. Крутящий момент от коробки передач передаётся на ведущий вал и при помощи шестерён он переходит на промежуточный вал

Важно замечание: шестерня промежуточного вала постоянно сцеплена с шестернёй ведомого вала. Благодаря этому вращение на вторую ось передаётся моментально

Дополнительно на промежуточном валу есть ещё одна шестерня. Она может двигаться и при необходимости подводится к ведущему валу. Движение этой шестерёнки происходит при помощи механизма управления.

Таким образом, одна из осей автомобиля ведущая, причём постоянно, а вторая ось подключается только в крайнем случае. Это происходит в ручном режиме (водитель активирует перемещение движущейся шестерни), либо в автоматическом режиме.

Именно такой общий принцип работы применяется на всех видах раздаточной коробки, но конструкция может быть разная.

Эта схема не идеальная, потому что на «раздатку» увеличивается нагрузка, а управление авто становится сложнее. Для того, чтобы устранить такие недостатки, в конструкцию добавили межосевой дифференциал. Он распределяет весь крутящий момент между осями (как правило, 50:50 или 40:60).

Самый популярный тип дифференциала – планетарный. Он имеет серьёзный недостаток, что если на одной оси потеряно сопротивление колёс (авто вывешено), то происходит остановка транспортного средства. Чтобы убрать этот недостаток, в принципиальную схему «раздатки» добавили блокировку межосевого дифференциала.

Раздаточная коробка – это отдельное устройство, работа которой никак не связана с коробкой передач (КПП). То есть, «раздатку» можно снимать или монтировать отдельно от КПП.

Раздаточная коробка соединяется с коробкой передач благодаря карданному валу или просто пристыковывается к её задней части (что снижает вибрации и повышает КПД). Корпус «раздатки» сделан из алюминиевых сплавов.

Как правило, в раздаточной коробке есть одна точка входа (от коробки передач) и 2 точки выхода (к передней и задней оси). По схеме эти выходы – «хвостовики» (валы с фланцами), именно они подсоединяются к другим валам.

Кто хочет более детально изучить, как устроена «раздатка», посмотрите полезное видео.

Видео: раздаточная коробка Part-Time

https://youtube.com/watch?v=fyqszoo2PzI

Теперь рассмотрим, в каких режимах может работать раздаточная коробка.

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.

Общие неисправности

Основные неисправности раздаточной коробки и их признаки указаны в таблице:

Отметим, что в таблице указаны общие неисправности, которые могут произойти с раздаточной коробкой. Некоторые из них для определенных типов раздаток не присущи. К примеру, в коробке с механическим приводом проблем с электроникой не возникнет из-за ее отсутствия. А в раздатках с электронным управлением не появляются такие неисправности, как невозможность включения или самовольного отключения.

Так что, при появлении каких-либо поломок следует сразу же поинтересоваться особенностями конструкции раздаточной коробки. Это позволит сократить область поисков и быстрее найти причину поломки и устранить ее.

Виды раздаточных коробок

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

• Кроссоверы;
• Внедорожники.

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

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

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

Рассмотрим кратко каждую из систем.

Вискомуфта

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

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

Дифференциал Торсен

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

Многодисковая муфта

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

На этом разрешите откланяться.