2.1.1 Классификация раздаточной коробки и применение их на марках автомобильной техники.

Раздаточная коробка классифицируется по следующим признакам:

-числу ступеней

-характеру связи выходных валов

-взаимному расположению выходных валов

-периодичности включения переднего моста

Раздаточная коробка

одноступенчатые

По числу ступеней

двухступенчатые

По связи выходных валов

блокированные

дифференциальные

С несимметричным дифференциалом

С симметричным дифференциалом

По взаимному расположению выходных валов

С соосными выходными валами

С несоосными выходными валами

По периодичности выключения переднего моста

С постоянно выключенным передним мостом

С периодически включенным передним мостом

Рисунок-2. Схема классификации РК.

Встречаются и другие классификационные признаки, но они не являются определяющими при рассмотрении таковых конструкций раздаточных коробок.

На военных полноприводных автомобилях применяются одноступенчатые и двухступенчатые раздаточные коробки.

Одноступенчатые раздаточные коробки применяются только в тех случаях, когда диапазон регулирования Мкр коробки передач обеспечивает движение автомобиля во всех заданных для него условиях эксплуатации. Примером одноступенчатой раздаточной коробки может служить раздаточная коробка шасси ЛМ 135. Она предназначена для распределения Мкр внутри бортовых приборов между парами колес каждого борта. Одноступенчатые раздаточные коробки устанавливаемые также и на шасси МАЗ-7911.

На большинстве многоцелевых автомобилей с многоосными шасси применяются двухступенчатые раздаточные коробки, которые не только распределяют Мкр, но и увеличивают общее передаточное число трансмиссии до необходимых пределов, обеспечивающие заданные силовые и скоростные свойства.

На двухосных и трехосных полноприводных автомобилях малой и средней грузоподъемности ГАЗ-66, ЗИЛ-131 применяются двух ступенчатые раздаточные коробки с блокированным приводом. Раздаточные коробки с блокированным приводом при включении переднего моста обеспечивает полную реализацию сцепной массы автомобиля для создания максимально возможной силы тяги по сцеплению колес с дорогой. Блокированный привод распределяет крутящие моменты по мостам пропорционально силам сцепления колес мостов с дорогой и исключает возможность пробуксовывания колес одного моста относительно колес других мостов.

При блокированной раздаточной коробки и включенном приводе переднего моста во время движения по дорогам с твердым покрытием возникает циркуляция мощности. Поэтому в таких раздаточных коробках передний мост рекомендуется включать только при преодолении труднопроходимых участков пути и на скользкой дороге.

На грузовых полноприводных автомобилях большой грузоподъемности, имеющих осевую формулу 1+2 (КамАЗ 4310, Урал 4320) устанавливают двухступенчатые дифференциальные раздаточные коробки (рисунок 5 г, д, е) с несимметричными межосевыми дифференциалами. В этих раздаточных коробках за счет несимметричного дифференциала происходит распределение Мкр на переднее шасси и заднюю тележку в соотношении один к двум. Благодаря этому у автомобиля с полной нагрузкой сцепная масса может быть полностью реализована за счет соответствия подводимых к мостам крутящих моментов и нормальных нагрузок, приходящихся на эти мосты.

Кроме того, в дифференциальных раздаточных коробоках передний мост имеет постоянно выключенный привод. Это позволяет за счет полного использования сцепной массы увеличивать силу тяги не только на скользких дорогах, но и на дорогах с твердым покрытием. При постоянно включенном приводе переднего моста более равномерно распределяющий нагрузки по колесам мостов, благодаря чему снижается износ шин и уменьшается расход топлива.

Наличие дифференциальной связи между мостами исключает возможность возникновения циркулирующей мощности. В то же время дифференциальная связь колес мостов обеспечивает возможность их раздельного буксования при попадании их на скользкий участок дороги. Для преодоления труднопроходимых участков во всех дифференциальных коробках предусматривается возможность блокирования дифференциалов путем включения муфты блокировки.

На многоосных шасси с равномерным распределением нагрузок по тележкам (МАЗ-543) и его бортам. По бортам (БАЗ-6950) применяются раздаточные коробки с симметричными, межтележным и бортовым и межбортовым (рисунок 3-з.) дифференциалами. В раздаточных коробках шасси БАЗ-6950 установлены три симметричные дифференциала. Один из них распределяет Мкр между бортами, а два других между парами колес.[5]

2.2 Требования к конструкции.

1. К раздаточным коробкам предъявляются ряд специальных требований:

Передаточное число низшей ступени раздаточной коробки и распределение крутящих моментов между выходными валами должны обеспечивать полное использование силы тяги по сцеплению колес с дорогой и тем самым существенно повышать проходимость полноприводного автомобиля по сравнению с автомобилями обще - транспортного назначения.

2. При движении полноприводного автомобиля в его трансмиссии не должно возникать циркуляции мощности.

3. В раздаточной коробке с блокированным приводом в механизме управления должно предусматриваться устройство, исключающее возможность включения низшей ступени при отключенном приводе переднего моста.

4. К раздаточной коробке, как и к коробкам передач, в полной мере относятся такие требования как:

-малый уровень шума при работе и при переключении передач;

-легкость переключения передач;

-надежность фиксации включенных передач и нейтрального положения;

-невозможность включения одновременно двух передач;

-возможность отбора мощности;

-общие технические требования.

2.3 Анализ конструкции раздаточной коробки.

2.3.1 Раздаточные коробки с блокированным приводом.

Раздаточные коробки с блокированным приводом могут выполняться по двум конструктивным схемам: с промежуточным валом и без промежуточного вала.

Наибольшее распространение получили раздаточные коробки с промежуточным валом. Такая схема позволяет распределить передаточное число низшей ступени между двумя парами зубчатых колес и тем самым уменьшить диаметр ведомого зубчатого колеса, который во многих случаях определяет поперечный габаритный размер раздаточной коробки.

Кроме того, наличие промежуточного вала обеспечивает возможность получения одинакового направления вращения выходных валов при их несоосном расположении. При одном и том же направлении вращении валов раздаточной коробки главные передачи обоих мостов могут иметь одинаковые конструкции. В случае установки на автомобиле раздаточной коробки с промежуточным валом упрощаются вопросы компоновки карданных передач. Примером этому служит автомобиль ГАЗ.

Основным плюсом раздаточной коробки с соосным расположением входного и выходного вала (рисунок-3) привода, получили прямую высшую ступень в раздаточной коробке за счет блокирования этих валов. На прямой передаче КПД раздаточной коробки близко к единице, так как потерь мощности в колесах зацеплений нет.

Недостатком схемы с соосным расположением ведущего вала и вала привода заднего моста являются тот факт, что при включении переднего моста возникающая при этом циркулирующая мощность нагружает зубчатый механизм раздаточной коробки. И в значительной степени сокращает срок службы в целом раздаточной коробки.[12]

Раздаточные коробки с блокированным приводом и соосными ведомыми валами.

(а-УАЗ-469; б-Tatra-111; в-Henchel)

Рисунок-3: кинематические схемы раздаточных коробок.

Общий недостаток всех раздаточных коробок с промежуточным валом являются неблагоприятные условия смазывания. Смазывание разбрызгиванием подшипников ведущего вала, как наиболее удаленного от смазочной ванны. [1]

Раздаточная коробка без промежуточного вала имеют значительно меньшую массу и габариты, в них меньше число зубчатых зацеплений, валов и подшипников, а значит выше КПД и меньше шум при работе. Примером раздаточной коробки без промежуточного вала и несоосным расположением валов могут служить автомобили: ГАЗ-66; ЗИЛ-131; Austin; Gipsy-изображенные на рисунке-4 (позиции: а; б; в). [5]

Основным недостатком раздаточной коробки автомобиля ЗИЛ-131 является различное направление вращения выходных валов. Для обеспечения согласованного направления вращения валов устанавливают главную передачу переднего моста, отличаются по конструкции от главных передач промежуточного и заднего мостов. Этот недостаток может быть устранен так же путем исключения раздаточной коробки с соосными выходными валами, как это выполнено в дифференциальной раздаточной коробке для перспективных полноприводных автомобилей ЗИЛ.

Соосное размещение выходных валов раздаточной коробки позволяет выполнить главные передачи всех ведущих мостов одинаковой конструкции, но исключаем возможность иметь прямую передачу (рисунок-4: а; б; в). [5]

Во всех раздаточных коробках с блокированным приводом обеспеченна возможность отбора мощности. Как правило, в этих раздаточных коробках отбор мощности производится от одного из зубчатых колес ведущего вала.

Анализ кинематических схем и конструктивных исполнений раздаточной коробки с блокированным приводом показывает, что требования предъявляемые к ним выполнены в полной мере. В частности нельзя считать выполненным такое важное требование как недопустимость циркуляции мощности в трансмиссии полноприводного автомобиля.

Раздаточные коробки с блокированным приводом и несоосными ведомыми валами.

(а-ГАЗ-66; б- Austin Gipsy; в-ЗИЛ-131)

Рисунок-4: кинематические схемы раздаточных коробок.

Таким образом, раздаточная коробка с блокированным приводом (рисунок-3;4) в полной мере выполняют свои функции лишь при включенном переднем мосте, возникает вероятность появления циркулирующей мощности. По этой причине на большинстве вновь разрабатываемых полноприводных автомобилях устанавливают раздаточные коробки с дифференциальным приводом.[5]