Роздавальна коробка автомобіля ЗІЛ-157К
Передача крутного моменту від двигуна до кількох провідних мостах автомобіля здійснюється через роздавальну коробку, яка в більшості випадків також збільшує число передач в трансмісії. Роздавальні коробки призначені для виконання наступних функцій:
- розподіляти крутний момент між провідними мостами таким чином, щоб забезпечувалася найкраща прохідність автомобіля без виникнення негативного явища - «циркуляції потужності» в трансмісії;
- збільшувати крутний момент на ведучих колесах в межах, необхідних для подолання опору коченню коліс при русі по поганих дорогах і бездоріжжю, а також на крутих підйомах;
- забезпечувати стійкий рух автомобіля з малою швидкістю при роботі двигуна в режимі максимального крутного моменту.
Роздавальні коробки виконують за схемами з блокованим, диференціальним або зі змішаним приводом. Особливістю коробки з блокованим приводом є те, що вона забезпечує синхронне обертання коліс різних мостів, а крутний момент розподіляються пропорційно силам опору коченню. Так, якщо задній міст має вагову навантаження 60% від загальної маси автомобіля з колісною формулою 4х4, а на передній припадає 40%, то сили опору коченню коліс заднього і переднього мостів будуть ставитися один до одного як 60:40. У такому ж співвідношенні на рівному шосе будуть знаходитися і моменти, прикладені до валів.
На практиці через нерівності дороги і непрямолинейности руху колеса різних осей проходять різну відстань, і синхронність їх обертання провокує виникнення «циркуляції потужності» в трансмісії, при якій додатково навантажуються зубчасті передачі, підшипники, вали, що в підсумку призводить до їх підвищеного зносу при паралельному збільшенні споживання палива. Шини, частково знижують гостроту негативних явищ при «циркуляції потужності», піддаються підвищеному нагріву і зносу.
У роздавальних коробок з диференціальним приводом крутний момент передається від ведучого вала до веденим через диференціал. Тому вихідні (ведені) вали такий роздавальної коробки можуть обертатися з неоднаковими кутовими швидкостями. Розподіл моментів між провідними осями автомобіля визначаються конструкцією диференціала і місцем його положення в кінематичній схемі. Диференціал, розміщений в роздавальної коробці, називають міжосьовим на відміну від межколесного, встановленого в провідному мосту.
При повороті автомобіля з роздавальної коробкою, оснащеної диференціалом, колеса керованого моста обертаються швидше коліс некерованих мостів, оскільки проходять більший шлях. Різниця в швидкостях компенсує міжосьовий диференціал. Слід зауважити, що співвідношення між крутять моментами на валах диференціала залишається постійним і рівним внутрішньому передавальному числу диференціала. Оскільки силовий потік через диференціал передаватися не може, «циркуляція потужності» повністю виключена.
В роздавальних коробках зі змішаним приводом одні ведені вали пов'язані між собою так, що мають однакову кутову швидкість, а інші з'єднані через диференціал. До «змішаним» можна віднести і коробки з диференціалом, що блокується, або з пристроями, що підвищують тертя в диференціалі.
Силовий потік, що підводиться від основної коробки передач або гідромеханічної трансмісії, може розподілятися роздавальної коробкою на один передній і один або два задніх моста автомобіля (4х4 або 6х6), на два передніх і два задніх мости - на візки (8х8), на провідні колеса одного з бортів, на правий і лівий борт автомобіля. Відповідно до цього роздаткові коробки називаються: міжосьові, межтележечние, міжколісні, межбортовие.
Існує дві схеми повного приводу: з постійним підведенням потужності до передніх коліс і з відключається переднім мостом. В останньому випадку при русі по хорошій дорозі передній міст відключають від трансмісії, що позначається на підвищенні паливної економічності автомобіля.
Слід мати на увазі, що відключати передній міст на дорогах поганої якості не завжди доцільно, тому що втрати в відключеному приводі переднього моста можуть виявитися досить значними, що позначиться на загальному опорі руху автомобіля і, отже, на його паливної економічності. Приклад тому з вітчизняної автомобільної історії: на автомобілі 6х6 «Урал» -375 спочатку встановлювали муфту відключення переднього моста, а потім від неї відмовилися.
Роздавальна коробка автомобіля УАЗ
Якщо в роздавальної коробці немає необхідності мати дві передачі, то вона випускається з однієї прямою передачею, що має передавальне число дорівнює одиниці, або з однієї заниженою передачею. Коробки першого типу застосовувалися на американських військових автомобілях «Вілліс», німецьких Unimog S 404, вітчизняних ГАЗ-67 і -67Б; коробки другого типу ставилися на армійські автомобілі ЗІЛ.
Роздавальні коробки, як правило, виготовляються у вигляді окремого агрегату, який кріпиться самостійно на рамі або безпосередньо на картері коробки передач. Рідше роздавальні коробки і коробки передач об'єднує загальний картер.
Найчастіше роздавальні коробки випускаються з двома передачами, прямий і понижувальної, представляючи собою чотирьохвальні демультіплікатор, змонтований в єдиному корпусі. Роздавальна коробка автомобіля ГАЗ-63, наприклад, з'єднувалася з основною коробкою карданним валом, мала спеціальну зубчасту муфту включення переднього моста. В цьому випадку усувалася можливість появи «циркуляції потужності» при прямолінійній русі автомобіля.
При створенні коробки передач наступного покоління для автомобіля ГАЗ-66 вдалося відмовитися від зубчастої муфти, здійснивши включення моста пересуванням каретки, що сидить на проміжному валу. Загальна вага агрегату став менше на 5 кг при спрощення конструкції деталей. У коробці передач автомобілів УАЗ з двома знижувальними передачами введена блокування валів, пов'язаних з переднім і заднім ведучими мостами автомобіля. У разі виникнення «циркуляції потужності» між мостами силовий потік не буде проходити через зубчасті колеса, а піде безпосередньо по зблокованих валів. Це зменшує знос деталей коробки і збільшує її ККД.
У роздавальної коробці автомобіля ЗІЛ-157К дві понижуючі ступені. Передачі перемикаються верхньої кареткою. Передній міст відключається зубчастої муфтою. При включеній муфті передній і середній мости з'єднані безпосередньо. Між цими мостами циркулює потужність має найбільшу величину, так як передній міст керований. Між середнім і заднім мостами величина циркулюючої потужності невелика, так як вони некеровані і близько розташовані один до іншого.
У США, країнах Західної Європи та у нас в даний час на тривісних автомобілях широко застосовується тандемний привід, при якому крутний момент до заднього моста передається наскрізним валом через середній міст. Роздавальна коробка при трьох провідних мостах має в цьому випадку два вихідних валу. Приклад такої конструкції - роздавальна коробка автомобіля ЗІЛ-131. У ній на прямій передачі силовий потік на середній і задній мости передаються без втрат, а на передній - через один полюс зачеплення при включенні нижній правій зубчастої муфти. На першому місці силовий потік передається на середній і задній мости через два полюси (включена нижня ліва муфта), а на передній міст - через один полюс. При такій схемі коробка має високий ККД і конструктивно виходить простий.
Роздавальні коробки з несиметричним диференціалом застосовують на автомобілях великої вантажопідйомності. На двох-і тривісних автомобілях крутний момент може розподілятися в наступній пропорції: на передній міст - 1/3, на задній (або задні) - 2/3. Це досягається вибором епіциклічних зубчастого колеса диференціала, діаметр якого в 2 рази більше діаметра сонячного колеса в планетарному механізмі.
Прикладом може служити роздавальна коробка з несиметричним диференціалом двухосного автомобіля МАЗ-502. Коробка має дві понижуючі передачі. Диференціал розподіляє крутний момент: на передній міст - 1/3, на задній - 2/3. На важкодоступній місцевості диференціал роздавальної коробки можна блокувати. Передній міст в цій конструкції не відключається.
Роздавальна коробка автомобілів «Урал» -375 перших зразків так само, як і коробка всюдихода МАЗ-502 має дві понижуючі передачі і планетарний несиметричний диференціал. За допомогою зубчастої муфти, встановленої на нижньому валу, можна виконувати три операції: муфта в крайньому правому положенні - передній міст включений, силовий потік по мостам розподіляється через диференціал. В даний час в коробках цього типу муфта блокує тільки диференціал, вал ж від роздавальної коробки на передній міст цілий.
У роздавальної коробці чотиривісних автомобілів МАЗ з симетричним диференціалом, встановленим між двома передніми і задніми провідними мостами, силовий потік до них підводиться через два нижніх вихідних валу коробки, які з'єднуються з додатковими роздатковими редукторами. Від цих редукторів привід йде до ведучих мостів. Коробка має пряму і знижувальну передачі та виконана за схемою з проміжним валом. Передачі включаються верхній муфтою, а блокується диференціал нижньої муфтою за допомогою пневмопривода.
