Раздаточные коробки
Мощность, отобранная от двигателя посредством сцепления и коробки передач, направляется к ведущим колесам автомобиля через карданную и главную передачу. Для автомобилей с одним ведущим мостом в данном случае поток мощности следует в одном направлении, а вот для автомобилей, имеющих два и более ведущих мостов, необходимо мощность двигателя распределить между всеми ведущими колесами пропорционально преодолеваемой ими нагрузке. В таких автомобилях для распределения крутящего момента между ведущими мостами применяются раздаточные коробки.
Кроме того, установка понижающей передачи в раздаточной коробке позволяет значительно увеличить передаваемый крутящий момент и тяговую силу, способствуя повышению проходимости автомобиля. Поэтому многие раздаточные коробки способны выполнять две основные функции – распределение крутящего момента от двигателя между всеми ведущими колесами, а также изменение, при необходимости, величины передаваемого крутящего момента.
Раздаточные коробки классифицируются по ряду признаков:
· по числу передач – одноступенчатые и двухступенчатые;
· по расположению ведомых валов – соосные и несоосные;
· по приводу ведомых валов – с бездифференциальным (блокированным) приводом и с дифференциальным приводом.
Основные типы раздаточных коробок представлены на рис. 1.
Одноступенчатые раздаточные коробки обычно применяются на полноприводных легковых автомобилях, где значительное увеличение силы тяги может привести к нежелательным перегрузкам агрегатов трансмиссии.
Двухступенчатая раздаточная коробка удваивает число передач и расширяет диапазон передаточных чисел, применяется на грузовых автомобилях с целью повышения тяговых качеств. По сути, такая раздаточная коробка является не только распределителем потока мощности, но и своеобразным демультипликатором, повышающим динамические возможности автомобиля путем увеличения тягового усилия на ведущих колесах.
Раздаточные коробки с соосными валами находят наибольшее применение, так как в них легко осуществить дифференциальный привод ведомых валов путем установки межосевых дифференциалов. Кроме того, с помощью несимметричного дифференциала крутящий момент может быть распределен между ведущими осями пропорционально вертикальным нагрузкам на них.
Дифференциальный привод ведомых валов позволяет колесам разных мостов вращаться с различными угловыми скоростями, что исключает циркуляцию мощности в трансмиссии. В таких раздаточных коробках передний мост включен постоянно, что упрощает управление раздаточной коробкой. Однако в определенных условиях на автомобиле с неблокируемым межколесным дифференциалом при буксовании одного из колес движение будет невозможно. Поэтому обязательно должно быть устройство для блокировки межосевого дифференциала.
Несоосные раздаточные коробки, как правило, бездифференциальные. Так как при движении автомобиля по неровным дорогам колеса разных мостов проходят различный путь, то при включенном переднем мосте это приводит к возникновению циркуляции мощности. Поэтому передний мост при движении по дорогам с твердым покрытием должен отключаться, чтобы предотвратить значительное изнашивание шин.
Кроме того, в таких раздаточных коробках обязательно должен быть устройство, блокирующее включение пониженной передачи при выключенном переднем мосте. Делается это для того, чтобы не допустить передачу чрезмерного крутящего момента на задний мост или заднюю тележку.
Раздаточная коробка ГАЗ-66
Раздаточная коробка с блокированным приводом мостов автомобиля ГАЗ-66-11 (рис. 2) включает в себя картер 1, первичный вал 2, вал 3 привода заднего моста, промежуточный вал 11, вал 9 привода переднего моста, зубчатые колеса и механизм переключения передач.
Пониженная передача имеет передаточное число 1,98, прямая – 1, т. е. раздаточная коробка автомобиля ГАЗ-66 способна выполнять дополнительно функцию демультипликатора.
Привод управления раздаточной коробкой механический, дистанционный.
Картер 1 отлит из серого чугуна и является базовой деталью, внутри которой устанавливаются валы с зубчатыми колесами.
Первичный вал 2 является ведущим элементом раздаточной коробки. На переднем конце вала нарезаны шлицы для установки фланца, к которому крепится карданный вал, связанный с коробкой передач. Первичный вал установлен в двух подшипниках.
Передний подшипник – шариковый, жестко фиксирует вал в стенке картера от осевого смещения. Подшипник закрыт крышкой, в которой установлена самоподжимная уплотнительная манжета, работающая по поверхности ступицы фланца.
Задний подшипник роликовый цилиндрический (допускающий температурное изменение длины вала) установлен в расточке зубчатого колеса 4 вала привода заднего моста. На заднем шлицованном конце вала установлено подвижное зубчатое колесо 3 включения заднего моста и пониженной передачи.
Вал привода заднего моста 5 является ведомым валом раздаточной коробки. Вал вращается на двух подшипниках, один из которых установлен в задней стенке картера, а другой – в крышке. Наружный конец вала шлицованный. На нем установлен фланец, к которому крепится карданный вал заднего моста.
В средней части вала установлена шестерня 6 привода спидометра.
Вал имеет уплотнительную манжету.
Промежуточный вал 11 вращается на двух шариковых подшипниках, установленных в стенке картера. По всей длине вала выполнены шлицы, на которых установлены два зубчатых колеса. Зубчатое колесо 10 пониженной передачи установлено неподвижно с помощью стопорного кольца, а зубчатое колесо 7 включения переднего моста имеет возможность перемещаться вдоль вала. Концы вала закрыты крышками.
Вал привода переднего моста 9 также установлен на двух подшипниках. На шлицах вала неподвижно закреплено зубчатое колесо 8 привода переднего моста, а на противоположном конце – фланец крепления карданного вала переднего моста.
Вал уплотняется уплотнительной манжетой.
Механизм переключения передач (рис. 2, б) состоит из двух штоков 12 и 18 с вилками 13 и 17, фиксаторов и блокирующего устройства.
Перемещение с помощью механизма переключения передач зубчатого колеса 3 в сторону вала привода заднего моста и введение его в зацепление с внутренним зубчатым венцом зубчатого колеса 4 обеспечивает включение прямой передачи, при которой крутящий момент передается напрямую с первичного вала 1 на вал 5 привода заднего моста.
Зубчатые колеса 4 и 8 связаны через валы привода мостов с колесами передней и задней осей и, поскольку они имеют одинаковый диаметр и число зубьев, вращаются с равными угловыми скоростями. Поэтому перемещением подвижного зубчатого колеса 7 можно включить передний мост прямо на ходу при движении автомобиля на прямой передаче.
Включение пониженной передачи вследствие отсутствия синхронизаторов производится перемещением и введением в зацепление зубчатого колеса 3 с зубчатым колесом 10 промежуточного вала только при полной остановке автомобиля.
Блокирующее устройство механизма переключения передач не позволяет включить пониженную передачу без выключения переднего моста и выключить передний мост при включенной пониженной передаче. Осуществляется это благодаря двум сухарям 15, расположенным между штоками, на боковых поверхностях которых выполнены выемки различной глубины.
На штоке 12 включения пониженной передачи имеется три выемки (лунки). Между выемками соответствующими нейтральной передаче и прямой передаче, боковая поверхность ползуна сточена под лыску, поэтому при перемещении штока во время включения прямой передачи сухарь сдвигается на относительно небольшое расстояние, сжимая пружину 16.
При перемещении штока в другую сторону для включения пониженной передачи при том же положении штока 18 включения переднего моста невозможно, так как из-за отсутствия лыски сухарь должен будет сместиться на большее расстояние, что приведет к упору его в противоположный сухарь. Перемещение штока 12 будет возможным, только если будет включен передний мост и напротив сухарей окажется более глубокая выемка штока 18.
После включения пониженной передачи сухарь устанавливается в неглубокой выемке штока 12, что приводит к блокированию штока 18 включения переднего моста. Выключить передний мост можно только после выключения пониженной передачи.