Устройство раздаточной коробки, принцип работы, назначение, схема управления, работа раздатки, дифференциалов

Что такое раздаточная коробка

В автомобилях с моноприводом крутящий момент, созданный двигателем и преобразованный коробкой передач, передается непосредственно на ведущие колеса. Если же авто имеет привод на все четыре колеса, для наиболее рационального использования крутящий момент нужно распределить между передней и задней осями. Также иногда возникает необходимость изменить количество крутящего момента, передаваемого на определенную ось во время движения.

Раздаточная коробка в автомобиле

Задачу распределения усилия от двигателя между передней и задней осями выполняет раздаточная коробка

Подобно коробке передач, она способна до определенной степени увеличить значение крутящего момента, что особенно важно при эксплуатации автомобиля в условиях тяжелого бездорожья

Иногда этот механизм выполняет особые функции на спецтехнике (пожарные автомобили, сельскохозяйственная и строительная техника). Задача раздаточной коробки состоит в том, чтобы передать часть крутящего момента на специальное оборудование: пожарный насос, тросовая лебедка, механизм подъемного крана и т. д.

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.

Статья в тему: Как выставить зажигание без стробоскопа неоновой лампой

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.

Статья в тему: Рекомендации и советы по установке сигнализации на автомобиль

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.

Устранение вибрации с помощью дополнительных крепежей

Вибрация по кузову – основная «болезнь» Нивы, она часто возникает из-за неправильной центровки раздаточной коробки. Чаще всего вибрация бываеет на машинах ВАЗ 21213/21214, так как крепится РК только на двух опорах по бокам корпуса, на Chevrolet Niva раздаточная коробка уже устанавливается на трех опорах.

плохо закреплены карданные валы;
не отбалансированы колеса;
есть люфт в крестовинах кардана (особенно на вибрацию влияют люфты в крестовинах заднего карданного вала);
вибрирование идет от самого двигателя.

Вибрация при трогании с места на Ниве также может происходить по следующим причинам:

раскрутилось крепление установочных опор раздатки;
порвалась резина на самих опорах РК.

Установка третьей опоры РК на автомобилях ВАЗ 21213/21214 позволяет уменьшить уровень вибрации раздатки, с этой опорой проще произвести центровку раздаточной коробки. Деталь можно приобрести в автомагазинах или изготовить ее самостоятельно. В комплекте готового изделия идут три длинных шпильки (для модели 2121), для установки третьей опоры на этой машине необходимо будет вывернуть короткие шпильки из корпуса раздатки и установить новые шпильки из комплекта. Ремонт производим следующим образом:

демонтируем в салоне переднее сиденье пассажира;
снимаем облицовку тоннеля пола;
в салоне отодвигаем ковролин, закрывающий кузовной усилитель (спереди рычага ручного тормоза);
снимаем раздаточную коробку (как вариант, ее можно просто вывесить, но со снятием монтаж третьей опоры делать удобнее);
крепим на корпусе РК кронштейн новой опоры;
устанавливаем раздаточную коробку на место, центруем ее в оптимальном положении, крепим боковые опоры;
совмещаем третью опору с кузовом, просверливаем в днище два отверстия;
с помощью шайб, болтов и гаек (из комплекта) крепим опору к днищу кузова.

А еще интересно: Генератор Нива 2121, 21213, 21214: какой установлен, замена

Для того чтобы установить подрамник, следует снять раздаточную коробку. Производить такую работу удобнее на яме, ремонт выполняем следующим образом:

оставляем машину на нейтральной передаче;
отсоединяем от раздатки карданный вал, желательно пометить фланец кардана и РК, чтобы при установке установить карданный вал по меткам – таким образом, исключается появление лишних вибраций;
демонтируем кронштейн крепления глушителя;
снимаем траверс КПП;
поддомкрачиваем раздатку, снимаем боковые крепления РК;
места посадки подрамника к кузову обрабатываем мовилем;
насаживаем подрамник на шпильки коробки передач;
размечаем места крепления подрамника на лонжеронах, сверлим отверстия, наживляем болты на кузове;
затягиваем все крепления, кроме самих опор раздатки;
производим центровку РК;
окончательно затягиваем опоры раздаточной коробки.

Следует отметить, что установка дополнительной опоры или подрамника на РК не всегда приводит к желаемому эффекту, в некоторых случаях вибрация только увеличивается.

Шестерни

Из каких еще элементов состоит раздатка? УАЗ (“буханка”), устройство раздатки которой описано в статье, оснащается шестеренками с прямым зубом. Ведущая имеет возможность двигаться по шлицам на вторичном валу КПП. На этой шестерне имеется два венца. Один представляет собой шлицы эвольвентного типа. Они служат для подключения прямой передачи посредством внутреннего венца приводного вала заднего ведущего моста. Когда водитель включает пониженную передачу, эта шестеренка войдет в зацепление с той, что есть на промежуточном валу.

Чем еще особенна эта раздатка? УАЗ, устройство раздатки которой мы сейчас рассматриваем, укомплектовывается шестерней для включения переднего моста автомобиля. Она посажена таким образом, что может двигаться на шлицах, находящихся на промежуточном валу. Когда передний мост отключен, шестерня с валом разъединена. При этом она находится в зацеплении с приводным валом заднего моста. Эта особенность значительно облегчает переключение шестеренок и способствует более качественной смазке. Когда промежуточный вал вращается, шестеренка разбрызгивает масло на все узлы.

Фрикционная многодисковая муфта как блокирующий механизм (принцип работы, достоинства и недостатки)

Это комплект фрикционных дисков, которые имеют контролируемую степень сжатия. Подобная муфта дает возможность распределять момент между осями зависимо от условий местности. Если эти условия обычные, крутящий момент делится поровну. Во время пробуксовки одной из осей происходит сжимание дисков муфты, а дифференциал блокируется частично либо полностью. Для обеспечения работы муфту оборудуют электронной системой управления и гидравлическим либо электрическим приводом. Межосевой дифференциал также можно заблокировать вручную путем электрического, гидравлического, пневматического или механического привода. У многих автомобилей есть возможность блокировки дифференциала либо в автоматическом, либо в ручном режиме.

Устройство раздаточной коробки ВАЗ Нива

Раздатка присутствует не во всех легковых автомобилях ВАЗ, а только на машинах с двумя ведущими мостами. В трансмиссии раздаточная коробка (РК) устанавливается сзади коробки передач, на ее хвостовике крепится задний карданный вал, который соединяет раздатку с задним мостом. Передний мост приводится в движение также от РК, он связан с раздаткой передним карданным валом.

Понижающая передача в РК предназначена для получения высокого крутящего момента, она используется для преодоления сложных участков дороги, помогает справиться с бездорожьем. В раздаточной коробке ВАЗ Нива присутствуют следующие основные детали:

сам корпус;
вал привода переднего моста;
промежуточный вал;
ведущий вал;
шестерни;
подшипники;
корпус дифференциала;
сателлиты;
муфта блокировки дифференциала;
муфта переключения передач;
фланцы (для соединения с карданными валами);
сальники;
рычаги управления.

Виды раздатки УАЗ Патриот

Виды раздаточных редукторов, встречающихся на автомобилях УАЗ Патриот, следующие:

Механический 2-скоростной узел, установленный на картере КПП. Агрегат позаимствован у ранних модификаций автомобилей Ульяновского автозавода. Для переключения ступеней используется рычаг, выведенный в салон. На рукоятке имеется пластиковая головка, на которой нанесена схема переключения ступеней.
С 2013 года завод использует цепную 2-ступенчатую коробку Dymos, оборудованную электрическим механизмом переключения. На центральной консоли в салоне машины находится поворотная шайба. В комбинации приборов предусмотрена контрольная лампа (используется для определения режима работы и при возникновении неисправностей).

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:

Вискомуфта;
Дифференциал Торсен;
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.

Центровка раздаточной коробки

Уже давно водители советских Нив убедились в том, что центровка раздаточной коробки автомобиля значительно снижает вибрацию, уровень шума в салоне и экономит расход топлива. Поэтому если вы только приобрели ВАЗ-21213, то стоит сразу заняться этой работой. Когда вы приобретаете автомобиль с рук, не стоит полагаться на все обещания и заверения предыдущего владельца. Даже если, он уверял в том, что центровка выполнялась и все отлично, лучше всего проверить данный факт и убедиться в этом. Сама по себе эта работа не сложная, но требует дополнительных рук, так как в одиночку не справиться и наличие эстакады. Специалисты автосервиса рекомендуют использовать подъемник, потому что другие приспособления требуют дополнительных креплений. Процесс сам по себе таков:

один человек садится на место водителя, авто поднимают вместе с ним;
блокировку необходимо отключить и включить 4-ю или 5-ю передачу;
необходимо, чтобы шпильки находились в середине опорных отверстий (для этого раздвиньте раздаточные опоры руками);
второй человек снизу должен послабить 4 гайки, которые фиксируют раздатку;
человек, находящийся на водительском месте должен набрать обороты и сообщить об этом напарнику (помощник «на ходу» затягивает фиксаторы до положенного уровня);
в автосервисе для центрирования, автомобиль должен набрать скорость до 60 кмчас (скорость должна устанавливаться на 4-й передаче).

Важно знать! На Ниве 21213 промежуточным валом используется не кардан, а ШРУС. По этой причине заводские установки могут обойтись без высотной регулировки

Но в том случае, когда динамическая центровка не оправдывает ожидания, можно попытаться подтянуть или опустить раздаточную коробку и повторить центровку.

Правильная установка раздаточной коробки может производиться несколькими способами. Чаще всего в автомастерских ремонтники пользуются следующим методом:

вывешивают машину на подъемнике;
ослабляют крепление раздатки;
запускают двигатель;
включают передачу и разгоняют машину по спидометру до скорости, на которой идет вибрация (часто она возникает на скоростях от 40 до 80 км/ час);
без применения тормозов гасят скорость двигателем, затем выключают зажигание.

Отрегулировать положение РК также можно с помощью проволоки, делаем это следующим образом:

ослабляем все четыре крепления опор раздатки;
закрепляем один конец проволоки на резиновой муфте карданного вала;
крепим еще отрезок проволоки на ШРУСе, другие концы проволоки подводим друг к другу;
вращаем вал, если раздатка не отцентрована, концы проволоки будут при вращении расходиться;
задача сводится к тому, чтобы установить методом подбора раздаточную коробку так, чтобы концы проволоки практически не расходились между собой в любом положении при поворачивании вала.

Вискомуфта для блокировки (достоинства и недостатки)

Вискомуфта раздаточной коробки

Это самое простое устройство, которое позволяет автоматическим образом заблокировать межосевой дифференциал. Ее принцип действия такой: внутри вискомуфты расположены погруженные в силиконовую жидкость перфорированные диски, некоторые диски соединены с корпусом, а другие — со ступицей. Во время пробуксовки колес одной из осей часть дисков начинает вращаться быстрее других, а силиконовая жидкость, разогреваясь, густеет, как будто склеивая корпус со ступицей.

Главное преимущество данной системы — низкая стоимость. Минусов намного больше: срабатывание осуществляется с запозданием, из-за чего транспортное средство может зарыться буксующими колесами; от продолжительной работы система перегревается; блокировка дифференциала является не полной; такой узел является несовместимым с системой ABS.

Виды межосевого дифференциала

По механизму блокировки раздаточные КПП деляется на несколько категорий:

фрикционная многодисковая муфта Haldex — работает в автоматическом режиме, когда происходит пробуксовка одного из колес, в этом случае фрикционы сжимаются и происходит частичная блокировка, часть момента перебрасывается на заднюю или переднюю ось. Применяется на паркетниках и SUV;
вискомуфта — незамысловатая, но надежная конструкция, состоящая из нескольких дисков и силиконовой жидкостью. Диски соединяются с мостами, при разности их вращения жидкость становится вязкой и соединяет их, полный привод включен. Главный недостаток — перегрев и несвоевременная реакция;
Torsen — применяется на полноценных внедорожниках, где за блокировку отвечают червячные шестерни. Они меньше проскальзывают, но передают крутящий момент не более 80%, оставляя 20% на буксируемую ось.

Классификация

Несоосные ведущие валы. Отсутствие промежуточных валов. Бесшумны, компактны, обладают высоким уровнем КПД. К прочим преимуществам можно отнести небольшую металлоёмкость.
Соосные приводные валы. Наиболее популярны на сегодняшний день. Главная передача может использоваться сразу для двух ведущих мостов (заднего и переднего).
КПП, оснащённые функцией блокировки ведущих мостов. Очень выгодный вариант. При движении по ровным участкам или по трассе передний мост отключается с целью экономии топлива. При этом является одним из лучших вариантов для передвижения по труднопроходимой местности (когда в работу включается ещё и передний мост).
Дифференциальный привод ведущих мостов. То есть во время движения транспортного средства используется межосевой дефференциал, который позволяет вращение всех ведущих валов с различными скоростями. У машин с такой КПП постоянно включен передний привод, а для повышения проходимости подключаются межосевые дифференциалы.