Что такое раздаточная коробка и для чего она нужна., 4х4 Опции

[Lew]

У людей, неискушенных в таинствах полного привода часто возникает путаница и непонимание назначения узлов автомобиля с колесной формулой 4х4. Чтобы было чуток легче, я набросал несколько абзацев.


Что такое раздаточная коробка и для чего она нужна.

Раздаточной коробкой передач (далее РК) называется дополнительная коробка передач, основным назначением которой является распределение крутящего момента между ведущими мостами автомобиля. РК устанавливается после коробки передач и либо объединена с ней в один узел, либо может быть выполнена в виде отдельного узла, соединяемого с КПП валом.

По способу распределения мощности между мостами РК различаются:
а) с дифференциальным межосевым приводом без возможности принудительного отключения одного из ведущих мостов (постоянный полный привод через дифференциал);
б) с дифференциальным межосевым приводом и возможностью принудительного отключения переднего ведущего моста;
в) с блокированным межосевым приводом (в межосевом приводе дифференциал отсутствует), второй ведущий мост (ось) подключается вручную, либо автоматически при пробуксовывании колес ведущего моста.

При РК с блокированным межосевым приводом второй ведущий мост нельзя подключать в условиях, когда сила сцепления колес с опорной поверхностью высокая, а силы сопротивления движению небольшие, например при движении по асфальту и грунтовым дорогам. Обусловлено это следующим обстоятельством.
Иногда автомобиль меняет плоскость или направление движения и его колеса должны за одну единицу времени проходить неравные пути, например, при наезде одного из колес оси на неровность или попадании в выбоину, в то время как другое колесо идет по ровной поверхности. Это ведет к неодинаковым окружным скоростям на радиусах качения колес. Вследствие неравенства окружных скоростей колеса отдельных осей должны были бы проходить неравные (средние) расстояния, но так как они все же проходят равные, поскольку выходные валы РК связаны между собой и вращаются с равной угловой скоростью, то компенсация неравенства проходимых путей происходит за счет проскальзывания или пробуксовки отдельных колес или деформации резины и закручивания валов силового привода.
Особенно явно данное кинематическое рассогласование между окружной скоростью отдельных колес и проходимой ими длиной пути проявляется при движении автомобиля по кривой, т.е. на повороте. В этом режиме передние колеса проходят больший суммарный путь, чем задние, значит выходной вал РК, связанный с корпусом переднего дифференциала должен вращаться с большей угловой скоростью, чем вал, связанный с задними. Но поскольку связь между выходными валами РК жесткая, крутящий момент, распределяемый к передней оси на повороте может уменьшиться до нуля и ниже и стать тормозным. Таким образом автомобиль будет проходить поворот при наличии тяговой силы только задних колес, а передние колеса будут работать в тормозном режиме. Обычно на повороте малого радиуса заднее внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо будет пробуксовывать, компенсируя таким образом кинематическое рассогласование. В это время в силовом приводе возникнет циркуляция паразитной мощности, излишне нагружающая привод и вызывающая его повышенный износ.
К заднему ведущему мосту будет подводиться большая мощность двигателя, чем это необходимо для преодоления силы сопротивления качению задних колес. В результате избыток мощности от заднего моста через РК будет подводиться к колесам переднего моста, а от них он через РК снова вернется к дифференциалу заднего моста. В итоге через силовой привод к ведущим мостам может передаваться мощность значительно больше, чем требуется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля.


На рис 9 показаны графики изменения окружных сил на колесах ав-ля ГАЗ-67Б с блокированным межосевым приводом во время движения по асфальту при скорости 7-8 км/ч. На участке «а-б» ав-ль движется прямолинейно. На участке «б-в» шофер начинает поворачивать рулевое колесо на максимальный угол. В дальнейшем движение ав-ля совершалось с постоянным углом поворота колес. Из графика видно, что при повороте колеса передней оси работают в тормозном режиме, причем тормозная сила достигает 320 кг и для движения машины задним колесам нужно развить окружную силу > 320 кг. Причем вес ГАЗ-67Б составлял 1320 кг, следовательно, для его движения в данных условиях с отключенным передним мостом колесам задней оси достаточно было бы развить окружную силу около 40 кг.

Во время движения на деформируемых грунтах циркуляция паразитной мощности обычно не возникнет, поскольку: 1) велика по значению суммарная составляющая сил сопротивления движению; 2) сила сцепления колес с опорной поверхностью не очень большая по величине. Но при прохождении поворота малого радиуса величина крутящего момента (далее Мк), распределяемого к переднему мосту, может также снизится и упасть до нуля. В этом случае компенсация неравенства проходимых колесами путей будет достигнута за счет проскальзывания одного из них, у которого сила сцепления наименьшая.
Вышесказанное также относится к режиму движения с заблокированным межосевым дифференциалом.

Что такое демультипликатор.

Демультипликатором (далее ДМ) называется узел трансмиссии, служащий для увеличения числа передач КПП. ДМ может быть выполнен как в виде отдельного узла (на неполноприводных автомобилях), так и совместно с РК. Некоторые современные автомобили 4х4 имеют РК, но не имеют ДМ, а некоторые не имеют и того и другого.
ДМ в современных иностранных автомобилях 4х4 совмещен с РК в одном узле. Поэтому иногда РК называют демультипликатором, что не совсем верно по сути.
В легковых автомобилях 4х4 ДМ имеет две передачи: высшую с числом 0,97…1,4 и низшую с числом 2…3.
ДМ выполняет две основные функции: а) вдвое увеличивает число передач КПП; б) на низшей передаче позволяет в два и более раза увеличить Мк, выходящий с КПП (при наличии достаточного сцепления у ведущих колес). Первая функция позволяет более оптимально подобрать соотношение между оборотами коленвала мотора, величиной выходящего с него Мк и нужной скоростью вращения колес (движения машины), что особенно актуально для машин с механической КПП. Вторая функция позволяет снять излишнюю нагрузку на двигатель и детали КПП или получить высокий Мк, подводимый к колесам при конструктивно низком значении максимального Мк мотора.
Низшую передачу необходимо включать в тех случаях, когда колеса имеют хорошее сцепление с грунтом и для движения машины требуется большая по величине тяговая сила.
Например: движение по песку; движение по сухому глубокому (или слежавшемуся) снегу, когда колесо со специальным протектором раздвигает снег и вступает в зацепление с грунтом; движение на крутой подъем сильно загруженного ав-ля или автомобиля-тягача (езда с прицепом); буксировка катера из воды; буксировка другого автомобиля в условиях бездорожья; пр.
Если в перечисленных условиях возникает необходимость маневрирования с повернутыми на большой угол управляемыми колесами (за исключением движения на подъем) желательно межосевой дифференциал не блокировать (если конструктивно предусмотрена такая возможность).
У машин с автоматической КПП гидротрансформатр имеет свойство в некоторых режимах увеличивать Мк в 2…3 раза, то есть частично выполняет функции ДМ. В этом случае низшую передачу можно использовать реже.

Во многих дорожных машинах-тягачах, в обиходе именуемых фурами, перед КПП устанавливают дополнительную коробку передач, именуемую д е л и т е л ь, имеющий прямую передачу (числом 1) и повышающую 0,8…0,85. Делитель также как и ДМ позволяет удвоить число передач КПП, но служит не для повышения проходимости, а для улучшения тяговых свойств машины и удобства управления ею

[Lew]

Обычно на повороте малого радиуса заднее наружное колесо будет пробуксовывать, компенсируя таким образом кинематическое рассогласование.

Тут опечатка, попрошу модераторов заменить слово "наружное" на фразу "внутреннее по отношению к центру поворота"

[Lexx]

попрошу модераторов заменить слово

Заменил

[Lew]

Заменил

Там еще один косяк, в заключительном абзаце. Странно, почему никто не заметил?
Должно быть:

Во многих дорожных машинах-тягачах, в обиходе именуемых фурами, перед КПП устанавливают дополнительную коробку передач, именуемую д е л и т е л ь, имеющий прямую передачу (числом 1) и повышающую 0,8…0,85. Делитель также как и ДМ позволяет удвоить число передач КПП, но служит не для повышения проходимости, а для улучшения тяговых свойств машины и удобства управления ею.

Исправь пож-та.
1,2...1,3 это не предаточные числа, а диапазон.

Сообщение отредактировал Lew - 4.9.2010, 20:21

[Lexx]

поправил

[Zombie47]

Во многих дорожных машинах-тягачах, в обиходе именуемых фурами, перед КПП устанавливают дополнительную коробку передач, именуемую д е л и т е л ь, имеющий прямую передачу (числом 1) и повышающую 0,8…0,85. Делитель также как и ДМ позволяет удвоить число передач КПП, но служит не для повышения проходимости, а для улучшения тяговых свойств машины и удобства управления ею

Немного не понял вот этого. так называемая понижайка улучшает же проходимость за счет понижения передаточных чисел тоесть за счет увеличения тяги. А делитель так же для улучшения тяговых свойств. Помойму это одно и тоже из описания. Поясните пожалуйста более подробно на счет делителя. И языком более доступным для новичков.
И еще вопрос про раздатки.
Как раздатка определяет куда сколько момента подавать? Раздатка же раздает момент по осям верно? Или же раздатка может раздавать момент сразу по всем 4 колесам? тоесть если надо она может 100% момента дать на переднее левое колесо, или такого не бывает?
Какой принцип раздачи момента в целом? как я понимаю есть разные типы от механических до электронных? Есть же уже раздатки наверняка которые электронно смотрят где буксует и дают туда момент?