Появление раздаточных коробок (РК) сформировало важное научно-техническое направление в автомобилестроении – создание механизмов и систем управления приводом ведущих колес и мостов, которое на протяжении многих десятков лет успешно развиваеться, наделяя машины новыми свойствами. Благодаря им существенно расширилась сфера эксплуатации автомобилей, способных ездить по бездорожью.
С появлением раздаточных коробок лексикон автомобилистов пополнился такими понятиями, как "полный привод", "многоприводный", "внедорожный", "4x4" и т. д. Раздаточные коробки предназначены для распределения крутящего момента между ведущими мостами полноприводных автомобилей и нашли широкое применение как на легковых, так и на грузовых автомобилях. Причём от правильного выбора параметров РК во многом зависит себестоимость перевозки грузов. Дело в том, что они оказывают существенное влияние на тягово-скоростные и топливно-экономические свойства машин.
По характеру деления силового потока различают раздаточные коробки с дифференциальным приводом выходных валов, блокированным и смешанным, когда используются 3 выходных вала. Количество ступеней передаточного числа в раздаточной коробке - одна или две. Двухступенчатые применяются для расширения диапазона передаточных чисел трансмиссии. Необходимость в этом возникает в тех случаях, когда диапазон устанавливаемой коробки передач недостаточен для полноприводного автомобиля.
По периодичности включения привода вспомогательного ведущего моста, которым обычно является передний мост, различают раздаточные коробки с постоянно включённым и с периодически включаемым передним мостом.
Основное требование к РК состоит в том, чтобы крутящий момент распределялся без циркуляции и соответствующих потерь мощности в приводе к ведущим мостам автомобиля, что случается при движении с блокированным дифференциалом. Поэтому на сухих твёрдых дорогах, где циркулирующий момент может быть значительным, блокировать дифференциал не разрешается. Для улучшения проходимости автомобиля в сложных дорожных условиях в раздаточных коробках устанавливается муфта принудительной блокировки межосевого дифференциала.
В зависимости от требуемого отношения крутящих моментов на выходных валах РК межосевой дифференциал выполняется симметричным или несимметричным.
В раздаточных коробках с дифференциальным приводом используются цилиндрические и конические межосевые дифференциалы: цилиндрические - для несимметричных дифференциалов, конические - для симметричных. Сателлиты конических дифференциалов имеют сквозные отверстия и устанавливаются на осях. В цилиндрических дифференциалах сателлиты с шипами (они устанавливаются в отверстия водила). Корпус дифференциала обычно состоит из двух частей, соединяемых винтами. Приводная шестерня крепится к корпусу винтами или заклепками. Межосевой дифференциал РК должен быть достаточно компактным, чтобы его можно было разместить в радиальных габаритах приводной шестерни, закрепляемой на корпусе.
Отношение крутящих моментов на выходных валах Mb/Ma для дифференциала определённой конструкции - величина постоянная, и если под одним из ведущих мостов автомобиля сцепление шин с дорогой окажется значительно меньше, чем для остальных, то предельная тяговая сила соответственно снизится и на остальных мостах, что ухудшает проходимость автомобиля. Чтобы сгладить этот недостаток дифференциального привода, применяют принудительную блокировку дифференциала.
Рассмотрим конструкции как проверенных временем лучших отечественных раздаточных коробок, так и современные разработки ведущих зарубежных производителей РК для грузовых автомобилей.
Как распределяют мощность В СНГ
На колёсном шасси МАЗ-543 РК распределяет крутящий момент между тележками мостов. Она представляет собой трёхвальный редуктор с цилиндрическими косозубыми шестернями и обеспечивает две передачи (рис. 1), прямую и понижающую, с передаточными числами соответственно 1 и 1,88. В нижней части раздаточной коробки установлен конический дифференциал 2, обеспечивающий дифференциальную связь между передними и задними мостами через соответствующие выходные валы 6 и 20. При разблокированном дифференциале РК обеспечивает передачу на передние и задние мосты равных крутящих моментов при неравных скоростях вращения выходных валов, зависящих от состояния дороги и степени накачки шин. При блокировке дифференциала муфтой 3 выходные валы вращаются как одно целое со скоростью ведомой шестерни 17.
При этом шестерни и подшипники раздаточной коробки смазываются комбинированно: как разбрызгиванием, так и под давлением от масляного насоса (в последнем случае принудительно смазываются подшипники шестерён прямой и понижающей передач, конические шестерни и опорные шайбы дифференциала через соответствующие сверлёные каналы в валах 11 и 20, крышках 14, 15 и 21, шестернях прямой и понижающей передач). Масло в насос забирается из масляной ванны поддона 1 РК через сетчатый фильтр 24 по сверлёным каналам в поддоне 1, картере 12 и крышках 14 и 21. Смазка остальных шестерён и подшипников раздаточной коробки обеспечивается маслом, стекающим сверху после смазки элементов верхнего вала, а также разбрызгиванием масла, находящегося в нижней части картера.
Двухступенчатая РК трёхосного полноприводника КАМАЗ-4310 (рис. 2) имеет несимметричный межосевой цилиндрический дифференциал и постоянно включённый привод переднего моста. На входном валу 1 закреплена ведущая шестерня 2, входящая в зацепление с шестерней 5, установленной неподвижно на промежуточном валу 8. Шестерни низшей ступени 7 и высшей 14 свободно установлены соответственно на промежуточном валу 8 и пустотелом валу 16 корпуса дифференциала. Низшая ступень включается при помощи муфты 6, а высшая - муфты 15. Выходной вал 10 привода мостов тележки соединён с коронным колесом 11 дифференциала. Вал 13 привода переднего моста соединён с солнечной шестерней 12 дифференциала. Отношение моментов на указанных валах равно отношению чисел зубьев коронного колеса 11 и солнечной шестерни 12 и выбрано равным 2, что приближённо соответствует распределению нагрузки автомобиля между тележкой и передним мостом. Для блокировки дифференциала установлена муфта 17, которая соединяет валы 13 и 16.
В раздаточной коробке предусмотрен отбор мощности от шестерни 3, а также с фланца на заднем конце входного вала 1. Картер 4 раздаточной коробки имеет разъём в плоскости, перпендикулярной к осям валов.
На траках "Урал-4320" устанавливается механическая двухступенчатая РК с несимметричным межосевым дифференциалом (рис. 3). Дифференциал планетарного типа с четырьмя сателлитами, солнечной 30 и коронной 29 шестернями. Момент от солнечной шестерни 30 передаётся на вал 35 привода переднего моста, а от коронной шестерни 29 на вал 21 привода заднего моста.
При работающем (разблокированном) дифференциале обеспечивается равномерная тяга всех осей и устраняются дополнительные нагрузки в трансмиссии. В зависимости от дорожных условий дифференциал может быть заблокирован, и тогда валы привода передних и задних колёс вращаются как одно целое.
На валах привода переднего и заднего мостов имеются маслосгонные кольца 23. На наружных поверхностях этих колец нарезаны винтовые канавки, направляющие масло при вращении валов от манжет в картер. Спираль винтовой канавки выполнена в разных направлениях: для вала привода переднего моста - левое направление, для вала привода заднего моста - правое. Одноступенчатая трёх-вальная с цилиндрическими косозубыми шестернями раздаточная коробка с несимметричным коническим дифференциалом прошла долгую апробацию на МАЗах (рис. 4).
Статья из журнала «Спецтехника», №3 май-июнь 2006г.
