Раздаточная коробка: что это такое, виды, назначение, устройство, принцип работы, как работает

Раздаточная коробка — это очень важный элемент в любом полноприводном автомобиле (4WD) или спецтехнике с оборудованием. Благодаря этому устройству крутящий момент передаётся одновременно на все 4 колеса (заднюю и переднюю ось). Это помогает серьёзно увеличить проходимость авто по любому типу бездорожья. Дополнительно этот автомобильный агрегат улучшает курсовую устойчивость и управление внедорожника при достижении максимального крутящего момента.

Раздаточная коробка или «раздатка» помогает превратить оба моста на машине – ведущими. Таким образом, на все колёса «подаётся» фиксированная мощность.

Если говорить кратко, раздаточная коробка состоит из различных валов, шестерёнок, механизма управления, а также межосевого дифференциала (муфты). Ведущий вал передаёт крутящий момент от коробки передач напрямую к «раздатке». А межосевой дифференциал помогает распределять этот самый крутящий момент между осями. Таким образом авто становится полноприводным.

Принцип работы этого агрегата заключается в подключении второй оси (как правило задней), когда это требуется (например, для прохождения сложных участков). Таким образом, цель этого агрегата – это активирование одновременно передней и задней осей автомобиля, а также повышение крутящего момента при прохождении тяжёлых участков дорог.

А где можно найти «раздатку»? В большинстве автомобилей она находится непосредственно за коробкой передач.

Существует несколько видов раздаточных коробок, но принцип работы примерно один и тот же. Про это и многое другое будет подробно написано простым языком в этой статье.

Для начала расскажу, что же это такое – раздаточная коробка?

Что это такое

Что такое раздаточная коробка в автомобиле? Это деталь главной трансмиссии с полным приводом, цель которой – изменение раздачи мощности от двигателя внутреннего сгорания между передней и задней осями. Таким образом, эта деталь раздаёт крутящий момент на колёса, когда это необходимо.

Раздаточная коробка всегда устанавливается на полноприводные машины или авто со специальным оборудованием (строительные, сельскохозяйственные, пожарные машины). Таким образом «раздатка» передаёт крутящий момент на это самое оборудование (подъёмный кран, пожарный насос или тросовая лебёдка).

Эта деталь была впервые установлена на легковые авто с начале XX века. Это делалось для участия в гонках по бездорожью. К сожалению, автолюбители не получило популярности. Но позже, когда «раздатку» установили на грузовой автотранспорт, популярность этого нововведения возросла.

С какой целью применяют раздаточную коробку? Важное преимущество раздаточной коробки – это уменьшение нагрузки и износа деталей в условиях бездорожья. Автомобиль легко и равномерно проходит тяжёлые участки пути.

Для чего служит? Перечислю важные функции «раздатки»:

1. Повышение крутящего момента на ведущих осях автомобиля. Это значение, которое показывает, сколько времени надо машине для разгона на максимальной мощности.
2. В дополнительных модификациях есть функция повышения или понижения передаточного числа. Чем это число выше, тем быстрее мотор раскручивается до максимальных оборотов – следовательно, автомобиль быстрее разгоняется.
3. Равномерное распределение крутящего момента на все колёса, что эффективно для прохождения сложных участков дорог.
4. Стабилизация устойчивости автомобиля на максимальной мощности при небольшой скорости движения.

Подробнее рассмотрим, из чего состоит раздаточная коробка.

Устройство

Конструкция раздаточной коробки может быть разной. Но, тем не менее, расскажу, какие элементы раздаточной коробки являются основными.

1. Корпус (картер). Это металлическая коробка, где находятся детали агрегата.
2. Ведущий (главный, первичный) вал. Именно он передаёт крутящий момент от коробки передач.
3. Карданные валы переднего и заднего привода.
4. Межосевой (межмостовой) дифференциал. Распределяет крутящий момент между двумя осями.
5. Механизм блокирования дифференциала. Отключает или ограничивает крутящий момент на второй оси. За эту функцию отвечает актуатор.
6. Цепная или зубчатая передача. Необходима для смены передаточного числа.
7. Маслосборник. Это камера, где находится смазка (масло).
8. Понижающая передача или синхронизатор. Включает понижающий ряд в ходе движения.
9. Механизм управления (есть не во всех модификациях).
10. Шестерни. Обеспечивают работу валов (их взаимодействие друг с другом).

Все эти детали располагаются в корпусе раздаточной коробки, равномерную работу которых обеспечивает трансмиссионное масло.

Самый надёжный тип раздаточной коробки – шестерёнчатого типа, который со временем заменяются другими видами. Эта коробка содержит четыре вала: ведомый, ведущий (главный), привод второй оси и промежуточный. На этих валах имеются шестерни, они же и помогают основным деталям взаимодействовать друг с другом. На каждом валу располагаются по две шестерни разных диаметров.

Ведомый и ведущий вал находятся на одной оси в постоянном контакте. Это обеспечивает непрерывную передачу крутящего момента на эту ось. Таким образом, один мост работает всё время.

Промежуточный вал скреплён с ведущим и приводным валом второй оси. Поэтому он передаёт вращение и на второй мост. В результате обе оси становятся ведущими. К сожалению, принцип работы «раздатки» при такой конструкции не очень хороша, поскольку управляемость автомобиля снижается из-за жёсткой сцепки валов, что снижает активную безопасность. Также износ и нагрузка на детали трансмиссии сильно возрастает.

Кроме раздаточных коробок шестерёнчатого типа, применяются также цепные. В таких устройствах нет промежуточного вала. Крутящий момент передаётся на вторую ось при помощи специальной цепи. Надёжность цепных раздаточных коробок меньше, чем у шестерёнчатых.

Со временем инженеры модифицировали раздаточную коробку, добавив в него межосевой дифференциал и механизм отключения второй ведущей оси.

Какую же пользу выполняет дифференциал в раздаточной коробке? Он регулирует вращение валов с разными скоростями. Но при этом он понижает проходимость автомобиля из-за сдвига всего крутящего момента на одну ось (если другая теряет контакт с дорожным полотном), зато управляемость становится гораздо выше. То есть он может поровну распределять крутящий момент (симметричный тип) или в каком-либо соотношении (несимметричный). А чтобы увеличить проходимость, в «раздатку» добавляют блокировку дифференциала – это полное или частичное разъединение двух мостов между собой. Это осуществляется как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Поэтому в раздаточных коробках с наличием механизма управления автомобиль при обычных условиях имеет одну ведущую ось, а вторая подключается при сложных дорожных условиях.

Но и этого инженерам оказалось мало. От классических блокировок дифференциала решили отказаться, а на их место поставили улучшенные версии — муфты. Остановимся на них более подробно.

Виды блокировок дифференциала

Межосевой дифференциал – важная деталь раздаточной коробки. Ещё раз повторю, какое у неё назначение. Именно она помогает распределить крутящий момент на колёса автомобиля. Если в дифференциале блокировочного механизма, то оба моста вращаются с разными скоростями. А в самоблокируемых дифференциалах (или с механизмом блокировки) можно распределять крутящий момент в разных соотношениях.

Функция блокировки реализована на ограниченном количестве раздаточных коробок, которые устанавливают на внедорожники, грузовой и спецтранспорт. На универсалы и кроссоверы эту функцию не ставят, чтобы удешевить производство.

В современных «раздатках» имеются следующие виды блокировок дифференциалов.

Вязкостная муфта

По-другому эта конструкция называется вискомуфта. Это недорогой и простой тип блокировки дифференциала. Вязкостная муфта содержит перфорированные диски, которые размещаются в жидкости, которая может изменять свою вязкость. Одна часть дисков соединена со ступицей, а другая – с корпусом муфты. Этот тип блокировки – самый распространённый.

Если угловая скорость одного из мостов автомобиля становится выше, то происходит плавная блокировка межосевого дифференциала и повышение крутящего момента на мосту, где скорость ниже.

Недостатки вязкостной муфты – нет ручного управления, автоматическое блокирование – частичное, несовместимость с ABS, срабатывание запаздывает, а также и есть вероятность перегрева при долгой работе.

Torsen

Это самоблокирующийся дифференциал, который обладает широким диапазоном перебрасывания тяги с одной оси на другую.

В конструкцию Торсена входят червячные шестерни – ведущие и ведомые. В обычных дорожных условиях Torsen работает как стандартный дифференциал. А если происходит проскальзывание одной из осей, то за счёт трения крутящий момент перемещается на другую ось. Актуатор дифференциала может распределять максимум 80% крутящего момента на один мост, а на буксирующий остаётся около 20% мощности.

Из-за пониженной прочности его применяют только на универсалах и «паркетных» внедорожниках. На более мощных внедорожниках Торсен не ставят.

А что же тогда применяется в этих случаях? Ответ – ниже.

Фрикционная муфта

Блокировка при помощи фрикционной муфты – наиболее совершенная, чем вышеуказанные конструкции. Эта муфта может блокировать дифференциал как в ручном, так и в автоматическом режиме.

В эту конструкцию входят фрикционные диски. Под воздействием силы трения диски сжимаются, вызывая частичное или полное блокирование.

В нормальных условиях передняя и задняя ось загружается одинаково. При прокручивании одной из осей происходит перераспределение крутящего момента. Актуатор фрикционной муфты работает в связке с гидравлическим цилиндром или электродвигателем через электронную систему управления.

Ручная блокировка производится человеком при помощи электрического или механического привода.

Расскажем более подробно о том, как именно работает раздаточная коробка.

Схема и принцип работы

Как найти эту деталь? Как правило, «раздатка» крепится к лонжеронам машины при помощи специальных кронштейнов непосредственно за коробкой передач. На разных моделях схема расположения этого агрегата может быть разной.

Самый распространённый тип «раздаток» — двухступенчатые, которые могут менять значение крутящего момента. Благодаря двум главным передачам в «раздатке» можно менять передаточное число силовой передачи. А это в свою очередь приводит к двукратному увеличению количества передач. Ряд с малым передаточным числом включается при включении низшей передачи, а с большим – при переключении на низшую передачу. А чем больше количество передач, тем лучше автомобиль преодолевает сложные участки.

Принцип действия раздаточной коробки несложен. Крутящий момент от коробки передач передаётся на ведущий вал и при помощи шестерён он переходит на промежуточный вал. Важно замечание: шестерня промежуточного вала постоянно сцеплена с шестернёй ведомого вала. Благодаря этому вращение на вторую ось передаётся моментально.

Дополнительно на промежуточном валу есть ещё одна шестерня. Она может двигаться и при необходимости подводится к ведущему валу. Движение этой шестерёнки происходит при помощи механизма управления.

Таким образом, одна из осей автомобиля ведущая, причём постоянно, а вторая ось подключается только в крайнем случае. Это происходит в ручном режиме (водитель активирует перемещение движущейся шестерни), либо в автоматическом режиме.

Именно такой общий принцип работы применяется на всех видах раздаточной коробки, но конструкция может быть разная.

Эта схема не идеальная, потому что на «раздатку» увеличивается нагрузка, а управление авто становится сложнее. Для того, чтобы устранить такие недостатки, в конструкцию добавили межосевой дифференциал. Он распределяет весь крутящий момент между осями (как правило, 50:50 или 40:60).

Самый популярный тип дифференциала – планетарный. Он имеет серьёзный недостаток, что если на одной оси потеряно сопротивление колёс (авто вывешено), то происходит остановка транспортного средства. Чтобы убрать этот недостаток, в принципиальную схему «раздатки» добавили блокировку межосевого дифференциала.

Раздаточная коробка – это отдельное устройство, работа которой никак не связана с коробкой передач (КПП). То есть, «раздатку» можно снимать или монтировать отдельно от КПП.

Раздаточная коробка соединяется с коробкой передач благодаря карданному валу или просто пристыковывается к её задней части (что снижает вибрации и повышает КПД). Корпус «раздатки» сделан из алюминиевых сплавов.

Как правило, в раздаточной коробке есть одна точка входа (от коробки передач) и 2 точки выхода (к передней и задней оси). По схеме эти выходы – «хвостовики» (валы с фланцами), именно они подсоединяются к другим валам.

Кто хочет более детально изучить, как устроена «раздатка», посмотрите полезное видео.

Видео: раздаточная коробка Part-Time

Теперь рассмотрим, в каких режимах может работать раздаточная коробка.

Режимы работы

Управлять раздаточной коробкой можно при помощи специального рычага или кнопок (поворотного устройства) на приборной панели. На автомобилях с полным приводом, которые не предназначены для сложных дорожных условий, раздаточная коробка работает в автоматическом режиме.

В зависимости от конструктивных особенностей раздаточная коробка имеет несколько режимов работы.

• Активна только задняя ось.
• Работают передняя и задняя ось. Такой тип привода реализован у Нивы.
• Работают передняя и задняя ось, дифференциал заблокирован. Этот режим обеспечивает максимальную проходимость.
• Раздаточная коробка с понижающей передачей. Работают обе оси, дифференциал заблокирован, активная понижающая передача.
• Работают передняя и задняя ось, блокировка дифференциала в автоматическом режиме.

Если полный привод подключаемый, то здесь могут работать следующие включаемые режимы:

• 4L – привод на обе оси на низкой передаче.
• 4H – крутящий момент поступает на обе оси.
• 2H – крутящий момент передаётся только на одну (ведущую) ось.

В этом случае разрешено переключать между режимом 2L и 4H во время движения автомобиля, только если нет пробуксовки ведущих колёс. А переключаться между режимами 4L и 4H во время движения не получится из-за конструктивной особенности.

Если полный привод – постоянный, то здесь есть следующие режимы:

• 4L LOCK – полный привод, блокировка дифференциала включена, пониженная передача.
• 4H LOCK – полный привод, включена блокировка межосевого дифференциала, прямая передача.
• 4H AWD – полный привод, блокировка дифференциала отключена, прямая передача.

В зависимости от конструкции переключать режимы 4H LOCK и 4H AWD можно как на стоящем автомобиле (без пробуксовки колёс), так и во время движения.

Классификация

Существует немало различных конструкций раздаточных коробок. Расскажу, какие виды «раздаток» устанавливают на автомобили.

Привод ведущих мостов

Дифференциальный привод. В раздаточной коробке расположен межосевой дифференциал. Минус – пониженная проходимость.

Раздаточная коробка с блокированным приводом. Позволяет эффективно использовать всю тягу автомобиля, исключая пробуксовку. Минус – увеличенный расход топлива, износ деталей трансмиссии и шин.

Схема полного привода

Подключаемая вручную (Part-time). Это простейшая раздаточная коробка. Подключение второй оси здесь следует выполнять не на ходу, чтобы не повредить зубчатую муфту. Разрешено ездить на малой скорости с двумя активными осями. Как правило это раздаточные коробки с зубчатой передачей. На дорогах с хорошим сцеплением не следует ездить с подключённой второй осью во избежание деформации деталей трансмиссии и ухудшения поворачиваемости авто. Такой тип «раздатки» устанавливают на следующие модели: Тойота Фортунер, Сузуки Витара, Ниссан Патрол, Форд Рейнджер, Мазда BT-50, Ниссан Навара, Грейт Валл Ховер, УАЗ Патриот, Джип Вранглер, Джип Чероки.

Полная постоянная (Full-time). Это оптимальная схема раздаточной коробки. Оси автомобиля работают через межосевой дифференциал. Для повышения проходимости в устройство встраивают блокировку дифференциала. В full-time «раздатке» нет недостатков, которые присутствуют в part-time. Полная постоянная раздаточная коробка устанавливается на Порш Кайен, Лада 4×4, Тойота Лэнд Крузер (Прадо), Фольксваген Туарег, Лэнд Ровер Дефендер, Ауди Q7.

Электронная система полного привода (Torque on-demand). Это новый тип раздаточной коробки, который приходит на замену Part-time и Full-time. Применяется в современных автомобилях. Схема этого типа «раздатки» похожа на схему Part-time, только здесь вместо зубчатой муфты (карданной передачи) – актуатор на основе фрикционной муфты. В этой конструкции отбор мощности между осями происходит плавно, а при некоторых условиях возможна полная блокировка. Применяют такой тип «раздатки» на Ниссан Мурано, Ниссан Икс-Трейл, Сузуки SX-4, Киа Спортейдж, Тойота Рав 4, Форд Эксплорер, Митсубиси Аутлендер, Форд Эксплорер, Модели БМВ с xDrive, Кадиллак Эскалейд.

Некоторые умельцы переделывают раздаточную коробку , добавляя туда реверс, чтобы ездить задним ходом на повышенной скорости.

Распределение мощности

Этот критерий – очень важен, именно он определяет передачу крутящего момента между осями.

Раздаточные коробки бывают следующих видов:

• Отключаемая передняя или задняя ось. Задний мост здесь является дополнительным. Наиболее распространённый тип.
• Постоянный привод на обе оси без возможности отключения.
• Отключение или включение любого моста. При этом автомобиль может стать переднеприводным или заднеприводным. Встречается редко.

Распределение момента

Раздаточная коробка распределяет крутящий момент как в равной, так и в неравной мере. При равном распределении пропорции 50 (передний мост) на 50 (задний мост). При неравном распределении пропорции жёстко фиксированы. Как правило, это 40 на 60 или 60 на 40.

Отмечу, что в современных раздаточных коробках типа Torque on-demand пропорции распределения момента могут быть от 50 на 50 вплоть до 100 на 0.

Количество ступеней

Раздаточные коробки бывают 1, 2 и 3-ступенчатые. На седанах и универсалах применяется одноступенчатая передача. Простыми словами, сколько задано крутящего момента, столько и передаётся на ось без возможности его изменения.

На полноценных внедорожниках уже ставится двухступенчатая (двухскоростная) раздаточная коробка. Передаточное число имеет значение 1 или 2. В народе такой тип агрегата называют «раздатка с делителем». При изменении передаточного числа можно значительно увеличить тягу, но авто станет ехать в 2 раза медленнее.

3-ступенчатые раздаточные коробки применяют только на тяжёлых специальных транспортных средствах.

Механизм управления

В раздаточной коробке присутствуют 3 режима управления:

1. Ручной. Считается самым надёжным механизмом включения раздаточной коробки из-за отсутствия электроники. Увеличенный ресурс работы, простое управления и безотказность. Их ставят на полноразмерные внедорожники и спорткары для бездорожья. Водитель сам полностью контролирует работу «раздатки».
2. Полуавтоматический. Включение второй оси происходит при помощи электропривода. Для включения и отключения водитель нажимает на определённые клавиши на приборной панели, что может отвлечь водителя от дороги.
3. Автоматический. Электронный механизм управления на основе данных с датчиков самостоятельно включает и отключает дополнительную ось в автомобиле. Электронная раздаточная коробка эффективна при скользком дорожном покрытии. Минус – отказ оборудования при попадании влаги в устройство.

Положение валов

Тоже немаловажный критерий. Положение валом может быть:

• Соосное. Привод передней оси и ведомый вал – на одной оси, а ведущий вал расположен параллельно к отношению к ним. Самый популярный тип.
• Несоосное. Ведомый и ведущий вал – на одной оси, вал переднего привода – параллельный им. Отличается повышенным КПД, небольшими размерами и сниженным шумом при работе.

Что может сломаться в раздатке?

Стоимость ремонта раздаточной коробки довольно высока, поэтому важно аккуратно пользоваться своей машиной и проходить регулярное обслуживание. Перечислю, какие основные неисправности возникают в «раздатке»:

1. Износ подшипников. На это указывает шум и вибрация при эксплуатации авто. А через некоторое время возникают стуки и скрежет, что свидетельствует о значительном ухудшении раздаточной коробки.
2. Износ фиксаторов переключения в механизме. Это приведёт к тому, что «раздатка» начнёт самостоятельно выключаться.
3. Течь масла. Оно может подтекать как через стыки в корпусе, так и через сальники и их посадочные места. Подтекание масла происходит из-за нарушения герметичности.
4. Появление задиров на зубьях шестерёнок. При этом возникают проблемы с переключением передач.
5. Шум в подшипниках. Это можно выявить при помощи прослушивания деталей авто при техническом обслуживании. При движении слышится постоянный «вой» с небольшими стуками. Подшипники надо заменить на новые.
6. Растяжение цепи. В результате происходит проскальзывание зубьев шестерёнок, где расположена цепь. Чтобы это выявить, надо вывернуть колёса максимально в сторону и начать резкое движение. Вы должны услышать громкий треск в области раздаточной коробки. В тяжёлых случаях цепь может протирать картер этого агрегата.
7. Износ межосевого дифференциала. Сателлиты этой детали постоянно находятся в трении, а если смазка плохая или в систему смазки попадают металлические частички, то через 30-40 км пробега дифференциал выходит из строя. Чтобы удалить металлическую крошку применяют магнит, который находится на дне «раздатка».
8. Износ вязкостной муфты. Приводит к ухудшению курсовой устойчивости при поворотах, неуверенному прохождению плохих дорог, скрип в трансмиссии, а также неравномерный износ резины на колёсах. Вискомуфту следует сменить на новую или отремонтировать.
9. Износ механизма подключения полного привода. В некоторых типах «раздаток» есть электромагниты, оплётка которых очень реагирует на нагрузку. Со временем это может привести к поломке электромагнитного сцепления подключения приводы.

Отсюда делаем вывод, что раздаточная коробка – довольно сложный механизм, который требует регулярной проверки. Стоимость работ по ремонту начинается от 2000 р., а в частности ремонт актуатора обойдётся свыше 8000 руб.

Такая деталь, как «раздатка» может продаваться как в готовом виде, так и отдельными запчастями для неё. Для российских автомобилей часто применяют раздаточные коробки фирмы ЯМЗ и ЗМЗ. А производители раздаточных коробок для иномарок: Dana, ОЕМ, Quattro, 4-matic, Eaton, BorgWarner. Цена на «раздатку» начинается от 20 тыс. руб.

Видео: устройство и принцип действия раздаточной коробки TOD (Torque on Demand)

Для чего нужна раздаточная коробка? Это очень полезная деталь, без которой было бы невозможно эффективно управлять полноприводными автомобилями. Особенно это видно при езде на пониженной передаче с подключённым приводом на обе оси, когда ведущий и ведомый валы работают как единое целое.

Устройство «раздатки» и принцип её работы довольно простой. Управлять ей может производить как водитель, так и автоматика. А межосевой дифференциал или муфта позволяет не допустить преждевременного износа деталей трансмиссии.

Напишите своё мнение или жизненный опыт при раздаточную коробку, он может быть очень полезен читателям.