Раздаточная коробка в системах полного привода.

Введение

Трансмиссия, используемая в транспортных средствах с полным или четырьмя ведущими колесами

Раздаточная коробка – это промежуточный редуктор, который передает мощность от коробки передач автомобиля к ведущим мостам транспортных средств с полным, постоянным или подключаемым полным приводом, а также других многоосевых машин для эксплуатации на и вне дорог. Являясь частью трансмиссии автомобиля, она использует карданные валы для механической передачи крутящего момента. Раздаточная коробка также синхронизирует разницу в скорости вращения передних и задних колес (только в высокоскоростных системах 4WD и AWD) и может содержать один или несколько комплектов понижающих передач для использования в условиях бездорожья.

Функции

Коробка передач (вторичная система передач) получает мощность от трансмиссии и передает ее как на переднюю, так и на заднюю оси, или только на одну (обычно заднюю). Это может быть реализовано с помощью шестерен, гидравлики или цепного привода. На некоторых транспортных средствах, таких как грузовики с полным приводом или автомобили, предназначенные для бездорожья, этой функцией управляет водитель. Водитель может перевести раздаточную коробку в режим "двухколесного привода" или "четырехколесного привода". Традиционно это осуществлялось с помощью рычага, аналогичного рычагу в механической коробке передач. Все чаще управление осуществляется электронным способом – с помощью панели приборов, центральной консоли или переключателя выбора режима. Раздаточная коробка, позволяющая переключаться между режимами двух- и четырехколесного привода, но не имеющая центрального дифференциала для согласования скоростей вращения осей, называется "частичной". Некоторые транспортные средства, такие как спортивные автомобили с полным приводом (AWD), оснащены невыбираемыми раздаточными коробками, известными как "постоянные". Такая раздаточная коробка постоянно "заблокирована" в режиме AWD. В последние десятилетия были разработаны гибридные конструкции, сочетающие свойства обеих систем. Раздаточные коробки также выполняют другие функции. Некоторые из них общи для всех типов, другие – зависят от конструкции:

Раздаточная коробка может содержать один или несколько комплектов понижающих передач для использования на бездорожье. Понижающие передачи включаются рычагом или электронным переключателем. Во многих раздаточных коробках этот рычаг является общим для выбора режимов 2WD или 4WD. Понижающие передачи позволяют автомобилю двигаться на значительно более низких скоростях, оставаясь при этом в пределах эффективного диапазона мощности/оборотов двигателя. Это также увеличивает крутящий момент, доступный на осях. Понижающие передачи используются в сложных дорожных условиях, при медленном буксировании тяжелых грузов, движении по неровным, грунтовым дорогам и при выполнении сложных маневров на бездорожье, таких как преодоление скальных участков. Эта функция часто отсутствует в автомобилях с полным приводом. Некоторые очень крупные транспортные средства, такие как тяжелая техника или военные грузовики, могут иметь более одного комплекта понижающих передач. Для включения полного привода (или только понижающей передачи 4WD) может потребоваться полная остановка, снижение скорости до определенного значения для включения или отключения дополнительной оси, либо допускается полное "переключение на ходу" для включения полного привода высокой передачи на любой скорости. Раздаточные коробки, предназначенные для нормальной эксплуатации на дороге, синхронизируют разницу в скорости вращения передних и задних колес, подобно тому, как дифференциал действует на каждой оси. Это необходимо, поскольку передние и задние шины никогда не вращаются с одинаковой скоростью. Различия в скорости вращения шин обычно обусловлены разными диаметрами шин (поскольку передние и задние шины неизбежно изнашиваются с разной скоростью) и разными передаточными числами в переднем и заднем дифференциалах, поскольку производители часто устанавливают немного более низкое передаточное число в переднем дифференциале по сравнению с задним для улучшения управляемости (например, 3,55:1 в заднем дифференциале и 3,54:1 в переднем). Если бы раздаточная коробка не компенсировала разницу в скорости вращения, возникло бы блокирование, и раздаточная коробка могла бы быть повреждена. Именно поэтому раздаточная коробка, не предназначенная для использования на дороге, может вызвать проблемы с натяжением трансмиссии при движении по сухому асфальту. Большинство традиционных раздаточных коробок, предназначенных для бездорожья, позволяют механически блокировать переднюю и заднюю приводные валы для равномерного распределения крутящего момента двигателя между ними. Это аналогично способности блокировки дифференциала заставлять оба колеса оси вращаться одновременно, блокируя их вместе, но между осями, а не между колесами. Гибридная раздаточная коробка частичного/постоянного типа позволяет автомобилю работать в режиме двухколесного привода, постоянного полного привода (с разомкнутым центральным дифференциалом) и частичного полного привода (с заблокированным центральным дифференциалом) как в высокой, так и в низкой передаче.

The transfer case may contain one or more sets of low range gears for off road use. Low range gears are engaged with a shifter or electronic switch. In many transfer cases, this shifter is the same as the one that selects 2WD or 4WD operation. Low range gears allow the vehicle to drive at much slower speeds while still operating within the usable power band / RPM range of the engine. This also increases the torque available at the axles. Low range gears are used for very inclement road conditions, towing a heavy load slowly, driving on rough, unimproved roads slowly, and extreme off road maneuvers such as rockcrawling. This feature is often absent on all wheel drive cars. Some very large vehicles, such as heavy equipment or military trucks, may have more than one set of low range gears. The transfer case may require stopping entirely to engage four wheel drive (or just low range 4WD), slowing to a designated speed to engage or disengage an extra axle, or may permit full "shift on the fly" engagement of high range 4WD at any speed. Transfer cases that are designed to allow for normal road use synchronize the difference between the rotation of the front and rear wheels, in much the same way the differential acts on a given axle. This is necessary because the front and rear tires never turn at the same speed. Different rates of tire rotation are generally due to different tire diameters (since the front and rear tires inevitably wear at different rates) and different gear ratios in the front and rear differentials since manufacturers will often have a slightly lower ratio in the front vs. the rear to help with control (such as a 3.55:1 in the rear differential and a 3.54:1 in the front differential). If the transfer case did not make up the difference between the two different rates of rotation, binding would occur and the transfer case could become damaged. This is also why a transfer case that is not designed for on road use will cause problems with driveline windup if driven on dry pavement. Most traditional transfer cases designed for off road include the ability to mechanically lock the front and rear drive shafts to evenly distribute engine torque between them. This is similar to the differential lock's ability to force both wheels of an axle to turn simultaneously by locking them together, only between axles instead of wheels. A part /full time hybrid transfer case enables a vehicle to operate in two wheel drive, full time four wheel drive (with the center differential open) and part time four wheel drive (with the center diff locked) in both high and low ranges.

Типы

Трансферные коробки, используемые в полноприводных внедорожных автомобилях, таких как грузовики и некоторые специализированные военные машины, обычно позволяют водителю выбирать между режимами 2WD и 4WD, а также высокий или пониженный ряд передач. Автоматические версии, применяемые в спортивных автомобилях и автомобилях класса "люкс", как правило, не требуют вмешательства водителя; у них отсутствует рычаг переключения или селектор режимов.

Двигатели с коробкой передач

В большинстве раздаточных коробок можно обнаружить два различных типа внутренних механизмов передачи мощности. Раздаточные коробки с механическим приводом используют наборы шестерен для привода переднего или переднего и заднего карданных валов. Как правило, это прочные и тяжелые агрегаты, применяемые в больших грузовиках, однако в настоящее время существует несколько раздаточных коробок с механическим приводом, предназначенных для легковых автомобилей.

Крепление

В цепных раздаточных коробках используется цепь для привода чаще всего только одного моста, но они могут приводить в движение оба моста. Раздаточные коробки с цепным приводом тише и легче, чем с зубчатым. Они применяются в таких транспортных средствах, как компактные пикапы, полноразмерные пикапы, Jeep и внедорожники. Некоторые энтузиасты бездорожья модифицируют свои автомобили, устанавливая раздаточные коробки с зубчатым приводом, соглашаясь с увеличенным весом и шумом ради дополнительной прочности, которую они обычно обеспечивают.

Женат .

Коробки передач также классифицируются как "разъединенные"/независимые или "соединенные". Соединенные коробки передач крепятся непосредственно к трансмиссии, обычно между выходным валом трансмиссии и задним или основным приводным валом. Иногда соединенная коробка передач является неотъемлемой частью трансмиссии, и оба компонента имеют общий корпус или "картер", как это часто встречается в современных моделях Subaru и некоторых других автомобилях с полным приводом.

Развод/независимость

Раздаточная коробка независимого или разъемного типа полностью отделена от коробки передач. Она расположена дальше по трансмиссии, чем интегрированная раздаточная коробка, и соединена с выходным валом коробки передач коротким карданным валом. Раздаточные коробки независимого типа используются на транспортных средствах с очень большой колесной базой, таких как коммерческие или военные грузовики. Такая конструкция также оптимальна для модифицированных автомобилей 4x4, поскольку позволяет легче заменять двигатель и коробку передач, сохраняя при этом оригинальную систему полного привода.

М.С.О.Ф.

Коробки передач с ручным переключением "на ходу" имеют рычаг выбора на полу со стороны водителя и могут также иметь два герметичных автоматических хаба блокировки передней оси или два ручных селектора хабов передней оси с положениями "LOCK" (Блокировка) и "UNLOCK" (Разблокировка) или "FREE" (Свободный ход). Для включения системы полного привода транспортное средство должно двигаться на низкой скорости. Скорость, при которой можно включить полный привод, зависит от транспортного средства. Это относится только к высокому режиму полного привода. Для включения пониженной передачи полного привода необходимо остановить транспортное средство и перевести коробку передач в нейтральное положение, после чего можно выбрать пониженную передачу полного привода.

Э.С.О.Ф.

У раздаточных коробок с электронным переключением на ходу (ESOF) имеется переключатель или кнопки на приборной панели, а также передние герметичные автоматические блокирующиеся ступицы или фланцы привода. В отличие от механической раздаточной коробки, эта система оснащена электромотором раздаточной коробки. Для включения системы полного привода автомобиль должен двигаться на небольшой скорости. Скорость, при которой можно включить режим 4x4, зависит от автомобиля. Это относится только к высокому режиму полного привода. Для включения пониженной передачи полного привода необходимо полностью остановить автомобиль и перевести трансмиссию в нейтральное положение, после чего можно выбрать пониженную передачу полного привода.