В предыдущей статье были подробно рассмотрены различные варианты раздаточных коробок для легковых автомобилей и автомобилей повышенной проходимости с постоянным или подключаемым полным приводом. В отношении автомобилей промышленного назначения, используемых на строительных площадках или труднодоступной местности, считается, что для обеспечения необходимой силы тяги ведущими должны быть большинство колес или все колеса.
Исходя из этого, автомобили могут оснащаться колесными приводами различных типов, в зависимости от типа автомобиля и условий эксплуатации. Производители используют для обозначения типа полного привода следующие краткие обозначения:
- 4×4 — двухосный автомобиль с четырьмя ведущими колесами;
- 6×6 — трехосный автомобиль с шестью ведущими колесами;
- 8×8 — четырехосный автомобиль с восемью ведущими колесами.
На рисунке 1 в качестве примера изображена схема полного привода трехосного самосвала (6×6), а на рисунке 2 — схема полного привода четырехосного автокрана (8×8).
Исполнение и расположение раздаточных коробок также зависит от типа и назначения автомобиля.
Одноступенчатые раздаточные коробки
На автомобилях, предназначенных для перевозки строительных материалов и различных товаров, преимущественно используются одноступенчатые раздаточные коробки, которые могут быть либо прифланцованы непосредственно к механической коробке передач (рис. 3а «Возможные схемы расположения одноступенчатой раздаточной коробки«), либо встроены в нее (рис. 3с и 5).
Конструкция и принцип действия одноступенчатой раздаточной коробки
Одноступенчатая раздаточная коробка, в зависимости от назначения автомобиля, представляет собой, как правило, либо редуктор с тремя цилиндрическими шестернями и блокируемым межосевым дифференциалом (рис. 4а и 5), либо механизм подключения привода передних колес (рис. 4b «Одноступенчатая раздаточная коробка ZF для установки отдельно от коробки передач«). Передаточное отношение редуктора составляет примерно 1.0. При наличии трех шестерен в редукторе направление вращения вторичного вала коробки передач совпадает с направлением вращения валов привода колес.
Вариант с подключаемым приводом передних колес используется преимущественно на автомобилях с колесной формулой 4×4, которые в процессе эксплуатации лишь периодически требуют подключения полного привода. При подключенном полном приводе на передние и задние колеса крутящий момент передается без уравнивания частоты вращения колес. Подключение передних колес осуществляется при помощи кулачковой муфты с пневмоприводом.
Вариант с блокируемым межосевым дифференциалом (рис. 4а и 5 «Коробка передач ZF-Ecosplit 16 S 220 А со встроенной раздаточной коробкой с межосевым дифференциалом«) используется преимущественно на высокоскоростных дорожных автомобилях с постоянным полным приводом. В этом случае передние колеса постоянно приводятся в движение с помощью солнечной шестерни дифференциала, а задние — с помощью коронной шестерни, с точным уравниванием частоты вращения и передаваемого крутящего момента.
Схема распределения крутящего момента зависит от передаточного отношения дифференциала и согласуется с нагрузкой на колеса автомобиля. К примеру, на автомобилях с колесной формулой 4×4 крутящий момент распределяется в соотношении 33% на передние колеса и 67% — на задние, а на автомобилях с колесной формулой 6×6 — в соотношении 23% на 77%. В случае необходимости дифференциал может быть заблокирован с помощью кулачковой муфты с пневмоприводом.
Двухступенчатые раздаточные коробки
Двухступенчатые раздаточные коробки используются преимущественно на автомобилях повышенной проходимости, автокранах и снегоочистителях. В большинстве случаев они устанавливаются на раме автомобиля как отдельный агрегат между механической коробкой передач и задними колесами (рис. 3Ь и 6 «Схема установки двухступенчатой раздаточной коробки«).
Конструкция и принцип действия двухступенчатой раздаточной коробки
Двухступенчатая раздаточная коробка состоит, как правило, из двух передаточных ступеней с цилиндрическими шестернями, кулачкового механизма переключения ступеней (для движения по дорогам и по бездорожью) и блокируемого межосевого дифференциала для распределения крутящего момента между передними и задними колесами. Раздаточная коробка, изображенная на рисунке 7 «Двухступенчатая раздаточная коробка ZF GA 800/3D«, имеет, кроме этого, подключаемый вспомогательный привод отбора мощности.
Передаточное отношение раздаточной коробки определяется начальными конструктивными требованиями к автомобилю. Для движения по дорогам оно составляет от 1,0 до 1,3; а для движения по бездорожью — от 1,5 до 2,5.
Другой конструктивный вариант раздаточной коробки с переключаемыми ступенями для движения по дорогам и бездорожью изображен на рисунке 8 «Раздаточная коробка Mercedes-Benz VG 2000«. В нем используется только один редуктор с тремя цилиндрическими шестернями. Переключение ступеней для движения по дорогам и бездорожью осуществляется с помощью планетарной передачи, расположенной на первичном валу раздаточной коробки. При этом крутящий момент передается следующим образом (см. также в статье «Планетарная передача«):
- Движение по дорогам: привод осуществляется с помощью коронной шестерни, при этом солнечная шестерня блокируется с водилом планетарной передачи, благодаря чему планетарная передача вращается как закрытый блок (i =1,0).
- Движение по бездорожью: привод осуществляется с помощью коронной шестерни, при этом солнечная шестерня жестко соединена с корпусом планетарной передачи, отбор мощности осуществляется через вращающееся водило планетарной передачи (i > 1,0).
При тандемной схеме расположения ведущих мостов (см. рис. 1 и 2) задний мост приводится в действие карданной передачей, проходящей через проходной средний мост, имеющий главную передачу со сквозным приводом.
При этом распределение крутящего момента (рис. 9 «Схема проходного среднего моста ZF«) осуществляется через блокируемый дифференциал с коническими шестернями (1) в соотношении 1:1 на комбинированную главную передачу проходного среднего моста с цилиндрическими и коническими шестернями (3) и на вал сквозного привода (4) заднего моста.
Раздаточные коробки имеют следующие особенности:
- Подключение передних колес или блокировка дифференциала:
- Непосредственно перед началом движения по труднопроходимой местности;
- Только на стоящем или двигающемся на небольшой скорости автомобиле;
- Ни в коем случае при прокручивающихся колесах.
- Буксировка автомобиля:
- При одноступенчатых раздаточных коробках необходимо отсоединить карданные валы;
- При двухступенчатых раздаточных коробках необходимо включить нейтральное положение коробки передач.
Во всех подобных случаях следует руководствоваться указаниями завода-изготовителя автомобиля.