Лекция Раздаточные коробки

Раздаточная коробка устанавливается на тракторах и автомобилях со всеми ведущими колесами для распределения крутящего момента от КП к их ведущим мостам. Как правило, она устанавливается сзади или рядом с КП, в отдельном или общем корпусе с последней. В некоторых случаях она является последним выходным редуктором составной КП.

Раздаточные коробки можно классифицировать по следующим основным признакам:

по характеру деления крутящего момента;

по числу отводимых потоков мощности;

по числу ступеней передаточного числа;

по способу включения выходных валов.

По характеру деления крутящего момента раздаточные коробки бывают с дифференциальным или с блокируемым приводом выходных валов.

Раздаточные коробки с блокируемым приводом выходных валов позволяют использовать полную по условиям сцепления ведущих колес с опорной поверхностью тяговую силу. Однако при движении автомобиля или трактора на повороте или по неровной дороге при блокируемом приводе неизбежно проскальзывание колес, что приводит к интенсивному изнашиванию шин, повышенному расходу топлива и перегрузке элементов трансмиссии.

Раздаточные коробки с дифференциальным приводом выходных валов исключают возникновение перечисленных выше явлений. При-менение в таких коробках межосевого дифференциала позволяет вы-ходным валам вращаться с разными угловыми скоростями и распре-делять крутящий момент между ведущими мостами пропорционально вертикальной нагрузки на них. Однако межосевой дифференциал снижает проходимость автомобиля и тяговые свойства трактора. По-этому для устранения указанного недостатка применяют межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой.

На отечественных автомобилях применяют раздаточные коробки

блокируемым или дифференциальным приводом, а на тракторах – с блокируемым приводом.

По числу отводимых потоков мощности они бывают одинарные (поток мощности от раздаточной коробки подводится к одному мосту) или двойные (мощность распределяется на два потока между мостами автомобиля или трактора). Одинарные раздаточные коробки обычно устанавливаются на тракторах 4К4а классической компоновки с передними ведущими колесами малого диаметра. Их изготавливают в виде отдельного узла, который можно установить снаружи на КП. На автомобилях используют двойные раздаточные коробки, выполненные в отдельном корпусе, а на тракторах 4К4бдвойные раздаточные коробки, являющиеся составной частью КП.

По числу ступеней передаточного числа раздаточные коробки бывают одно или двухступенчатые. Первая ступень двухступенчатой раздаточной коробки не изменяет передаточное число трансмиссии автомобиля или трактора, а вторая понижающая ступень, называемая демультипликатором, увеличивает передаточное число трансмиссии примерно в 2 раза. При включении демультипликатора повышается проходимость автомобиля и тяговая способность трактора.

По способу включения выходных валов различают раздаточные коробки постоянного включения, автоматически включаемые и комбинированные. Первые, применяются на автомобилях и тракторах 4К4б. Причем, постоянно ведущим может быть передний или задний мост, а другой подключается водителем в зависимости от условий работы машины.

Раздаточные коробки с автоматическим включением чаще используются на тракторах 4К4а. В этом случае задний мост всегда ведущий, а передним включается лишь при определенных условиях. Для этого в приводе используются разнообразные муфты свободного хода (МСХ) или другие автоматизированные системы. Автоматическое включение переднего ведущего моста обычно производится при увеличении буксования трактора более 4... 6%).

Комбинированный способ включения позволяет водителю са-мому выбрать либо постоянный, либо автоматический способ подключения ведущего моста.

Раздаточные коробки автомобилей наиболее часто выполняют

отдельном корпусе. На рис. 4. 15 в качестве примера приведены кинематические схемы раздаточных коробок автомобиля с дифференци-альным приводом выходных валов. Раздаточные коробки с симметричным межосевым дифференциалом (рис. 4. 15, а ) применяют на двухосных полноприводных автомобилях, а с несммметричным дифференциалом (рис. 4. 15, б ) – на трехосных. При этом несимметричный дифференциал к двум задним ведущим мостам автомобиля подводит больший крутящий момент, чем к одному переднему мосту.

При раздаточных коробках с дифференциальным приводом выходных валов все мосты автомобиля постоянно включены. Крутящий момент с входного вала1 раздаточной коробки передается на выходные валы4 и7. Включение повышенной и пониженной ступени пере-даточного числа осуществляется с помощью зубчатой муфты3, а блокировка межосевого дифференциала - с помощью зубчатой муфты6.

качестве примера на рис. 4. 16 представлена раздаточная коробка легкового полноприводного автомобиля ВАЗ -2121 с симметричным межосевым дифференциалом. Коробка двухступенчатая с блокируемым приводом. Передаточное число повышенной передачи u_к  1, 2, а пониженной передачи

u_к  2, 135.

Валы10 и7, передающие крутящий момент соответственно на передний и задний мосты, связаны между собой симметричныммежосевым дифференциалом9, что обеспечивает постоянный при-вод обоих ведущих мостов и улучшение устойчивости автомобиля. Для увеличения проходимости автомобиля дифференциал может блокироваться.

а) б)

Рис. 4. 15. Схемы раздаточных коробок автомобилей:

– с симметричным межосевым дифференциалом; б – с несимметричным межосевым дифференциалом; 1 – входной вал; 2 – картер; 3 – зубчатая муфта переключения ступеней передаточного числа; 4 – выходной вал привода заднего моста или мостов; 5- симметричный межосевой дифференциал; 6 – зубчатая муфта блокировки дифференциала; 7 – выходной вал привода переднего моста; 8 – несимметричный межосевой дифференциал

Высшая передача включается зубчатой муфтой4, которая входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни2. В результате вращение от ведущего вала1 передается через шестерни2 и14 на корпус дифференциала9 и далее на валы8 и11 привода соответственно заднего и переднего мостов автомобиля. Поскольку дифференциал симметричный, то крутящий момент, подводимый к переднему и заднему мосту автомобиля одинаковый.

Низшая передача включается также зубчатой муфтой4, которая входит в зацепление с зубчатым венцом шестерни5. Здесь вращение от ведущего вала1 передается через шестерни5, 7 и14 на корпус дифференциала9 и далее на валы8 и11 привода соответственно заднего и переднего мостов автомобиля.

Блокировка дифференциала осуществляется включением зубчатой муфты10, которая входит в зацепление с зубчатым венцом вала 11 привода переднего ведущего моста. В результате валы8 и11 привода соответственно заднего и переднего мостов автомобиля вращаются как одно целое с одинаковой угловой скоростью. Привод спидометра осуществляется через шестерни13 и12.

Рис. 4. 16. Раздаточная коробка с симметричным межосевым

дифференциалом легкового автомобиля ВАЗ -2121:

1 – ведущий вал; 2 – ведущая шестерня высшей передачи; 3 – картер раздаточной коробки; 4 – зубчатая муфта включения передач; 5 – ведущая шестерня низшей пе-редачи; 6 – промежуточный вал; 7, 14 – шестерни промежуточного вала; 8 – вал привода заднего моста; 9 – межосевой симметричный дифференциал; 10 – зубчатая муфта блокировки дифференциала; 11 – вал привода переднего моста; 12, 13 –ве-домая и ведущая шестерни привода спидометра соответственно

Раздаточные коробки тракторов, как правило, выполняют в общем корпусе с КП. На рис. 4. 17, а представлена кинематическая схема одинарной комбинированной раздаточной коробки трактора МТЗ-82. Все узлы и агрегаты раздаточной коробки установлены в картере6, который присоединен фланцем сбоку к картеру14 КП. Ведущая шестерня9 раздаточной коробки приводится в движение от промежуточной шестерни3, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней2 вторичного вала1 КП. Шестерня9 установлена на наружной обойме8 роликовой МСХ, а ее внутренняя обойма7 свободно установлена на правом (по схеме) конце выходного вала5 раздаточной коробки.

С левой стороны шестерни9 и обоймы7 выполнены внутренние зубчатые венцы соответственно11 и10. На левой шлицевой части вала5 установлена двухвенцовая зубчатая муфта12, показанная в выключенном положении. Она служит для включения и выключения МСХ и принудительного включения переднего ведущего моста.

а) б)

Рис. 4. 17. Схемы раздаточных коробок тракторов:

1 – вторичный вал КП; 2, 3, 9 – шестерни; 4 – ролики МСХ; 5, 15 – выходные валы раздаточной коробки; 6, 14 – картер соответственно раздаточной коробки и КП; 7, 8 - внутренняя и наружная обоймы МСХ; 10, 11 – зубчатые венцы; 12 -двухвенцовая зубчатая муфта; 13 – фланец карданного вала; 16, 17 – зубчатые муфты

При ее перемещении вправо вначале входит в зацепление ее малый зубчатый венец с зубчатым внутренним венцом10, устанавливая автоматический режим включения переднего моста посредством МСХ. При дальнейшем перемещении муфты12 вправо ее большой зубчатый венец соединит шестерню9 с валом5, блокируя работу МСХ. На конце вала5 установлен фланец13 карданного вала к переднему мосту.

Принцип автоматического включения переднего ведущего моста основан на искусственном рассогласовании передаточных чисел трансмиссии при подводе мощности к ведущим колесам трактора. Передаточные числа подобраны так, что при отсутствии буксования задних ведущих колес трактора внутренняя обойма7 МСХ, получающая вращение от свободно катящихся передних колес, вращается быстрее наружной обоймы8, к которой подводится мощность от двигателя. Вследствие этого ролики4 МСХ свободно проворачиваются, не заклинивая обоймы и не передавая мощность от двигателя на передний мост.

В результате увеличения тягового усилия трактора повышается буксование задних колес, снижаются скорость движения и частота вращения обоймы7. При буксовании 4…6% задних ведущих колес частоты вращения обойм7 и8 выравниваются. При большем буксовании колес наружная обойма8 вращается быстрее внутренней обоймы7, ролики4 заклиниваются и МСХ вращается как одно целое, передавая мощность от двигателя на передний ведущий мост. При снижении буксования ниже указанных пределов передний мост автоматически отключается, вновь становясь ведомым.

При работе трактора на рыхлых и влажных почвах, когда буксование ведущих колес значительно рекомендуется работать с блокированной МСХ, чтобы уменьшить износ последней.

В некоторых конструкциях подобных раздаточных коробок, вместо зубчатых блокировочных муфт применяют многодисковые фрикционные муфты с гидроподжатием.

На рис. 4. 17, б представлена принципиальная кинематическая схема двухступенчатой двойной раздаточной коробки постоянного включения, установленной в отдельном отсеке общего картера14 КП. Такая схема раздаточной коробки применяется на тракторах 4К4б, у которых постоянно включенным является передний ведущий мост (например, трактор К-701 и его дальнейшие модификации). Двухступенчатый редуктор состоит из двух пар шестерен2 и3 постоянного зацепления, соединяющих вторичный вал1 КП с выходным валом5 раздаточной коробки привода переднего ведущего моста.

Зубчатая муфта17 обеспечивает получение повышающего (мощность передается через шестерни2) или понижающего (мощность передается через шестерни3) скоростного режима работы трак-тора. В задней расточке вала5 установлен подшипник передней опоры выходного вала15 раздаточной коробки привода заднего ведущего моста. Включение заднего ведущего моста производится зубчатой муфтой16 при ее перемещении влево (по чертежу), замыкая валы5 и 15 в один общий ведущий вал. К их фланцам13 крепятся карданныевалы привода ведущих мостов.

Существуют тракторы 4К4б, у которых постоянно включенным является задний ведущий мост (например, Т-150К).

4. 8. Смазывание механизмов коробки передач

Для снижения потерь на трение и повышения долговечности КП кинематически связанных с нею агрегатов трансмиссии должны смазываться все их подшипниковые узлы, зубья сопрягаемых шестерен и другие, взаимно перемещающиеся контактирующие поверхности деталей. Смазывание снижает температуру поверхностей трения, способствует уносу с них продуктов износа и защищает поверхности деталей от коррозии.

Для подвода масла к поверхностям трения механизмов группы КП в зависимости от сложности их конструкций применяют смазочные системы разбрызгивания, под давлением и комбинированные.

Система смазывания разбрызгиванием масла применяется в КП более простых конструкций, как правило, без переключения передач фрикционными муфтами с гидроподжатием. В системе смазывания разбрызгиванием масла смазывание поверхностей трения осуществляется масляным туманом. Он образуется в корпусе КП при захвате и разбрызгивании залитого в него масла вращающимися зубьями шестерен. Масло обычно заливается несколько ниже оси самого нижнего в корпусе вала с шестернями, которые всегда должны вращаться, не зависимо от того, движется машина, или стоит на месте, работая на стационаре. Если вал вращается только при движении машины, то в этом случае в КП должна быть отдельная маслоразбрызгивающая шестерня, кинематически связанная с ее входным валом.

Маслозаливная горловина располагается наверху или сбоку корпуса КП, если она выполнена в виде отдельного агрегата, или сзади корпуса заднего моста (у трактора), если их механизмы имеют общую масляную емкость. Для контроля уровня масла обычно применяют масломерные линейки, контрольные пробки, фиксирующие допустимые пределы расхода масла, или указатели уровня (стекло масломерного окошка).

Для предотвращения температурного повышения давления масляного тумана внутри корпуса КП (при длительной работе машины) в его верхней части обычно устанавливают сапун. Это устройство поддерживает атмосферное давление воздуха внутри полости КП и тем самым предотвращает выброс масла наружу.

Пробка для спуска отработанного масла, как правило, имеет магнит для более надежного удаления металлических продуктов износа, находящихся в масле.

В системе смазывания под давлением обязательным элементом является масляный насос, как правило, шестеренного типа и система маслопроводов для подачи масла в наиболее труднодоступные и нагруженные подшипниковые узлы КП и других агрегатов трансмиссии. Подобные системы применяются в более сложных конструкциях КП с шестернями постоянного зацепления, фрикционными муфтами с гидроподжатием и в планетарных КП. Иногда в них применяют фильтры для очистки масла, масляные радиаторы для его охлаждения и манометры для контроля его давления. Масло под давлением в первую очередь подается для смазывания подшипников шестерен постоянного зацепления, которым обычная смазка масляным туманом иногда недостаточна.

Комбинированная система смазывания фактически является разновидностью смазывания под давлением, когда часть масла выбрызгивается специально на вращающиеся шестерни для создания масляного тумана. Помимо этого часть вращающихся шес-терен, контактируя с масляной емкостью внутри КП, также создает дополнительный масляный туман.

Для смазывания КП используются трансмиссионные масла типа ТСп-15К, ТАП-15В, ТАД-17, ТСп-10 (в холодное время года) и др.

4. 9. Уход за коробкой передач и раздаточной коробкой

Уход за КП и раздаточной коробкой состоит: в систематической проверке и подтяжке всех резьбовых соединений; проверке уровня масла в корпусах и картерах, его доливки или полной замене; проверке работы систем их управления; проведении различных необходимых регулировок. При внешнем осмотре КП и раздаточной коробки следует обращать внимание на состояние выходных уплотнений валов и уплотнительных прокладок с целью предупреждения течи масла.

Перед проведением операций по уходу необходимо тщательно очистить места осмотра от грязи и влаги, чтобы исключить возможность попадания внутрь корпусов и картеров абразива и посторонних жидкостей.

При уходе за гидравлической системой управления фрикционными муфтами и тормозами с гидроподжатием особое внимание необходимо обратить на состояние фильтров всасывающей и нагнета-тельной системы маслопроводов и приборов контроля.

При замене масла из корпусов КП и раздаточной коробки слив отработанного масла следует производить непосредственно после окончания работы машины, так как с нагретым маслом удаляется значительная часть продуктов износа. После слива масла картеры КП

раздаточной коробки промывают специальной промывочной жидкостью или дизельным топливом и, как правило, только после этого заливают свежее масло.

Внешними признаками неисправностей наиболее часто являются:

утечка масла и сильный нагрев корпусов агрегатов;

повышенный уровень шума во время работы;

затруднения в переключении передач;

самопроизвольные их выключения;

низкое или повышенное давление в гидравлической системе управления КП.

Причиной утечки масла, а, следовательно, нагрева корпусов агрегатов, является ослабление их крепежных деталей и протечка масла в уплотнениях выходных валов и уплотнительных прокладках. Для устранения этих дефектов необходима подтяжка всех резьбовых соединений корпусов и картеров и возможная замена уплотнений.

утечка маслаявляется следствием износа зубьев шестерен, износа подшипников и шлиц валов. Для устранения дефектов необходима замена изношенных деталей.

Затруднения в переключении передач в основном связаны с износом шлиц валов, забоинами на них и на зубьях шестерен (если переключение производится шестернями-каретками), также с износом шлиц и забоинами на зубчатых муфтах (при переключении с шестернями постоянного зацепления). Нарушения при переключении передач возможны также при нарушении регулировокв блокировочных устройствах КП и неисправностях в гидравлической системе управления КП.

Самопроизвольное переключение передач возможно при сильном износе вилок переключения, кольцевых проточек на шестернях-каретках и зубчатых муфтах, ослаблении пружин фиксаторов и их износе. Эти дефекты могут быть устранены соответствующими регулировками и заменой изношенных деталей.

Низкое давление масла в гидросистеме КП с фрикционными муфтами с гидроподжатием может быть следствием недостаточного количества масла в их корпусах, сильным загрязнением в фильтре системы забора масла, залипания редукционного клапана, нарушений в герметизации маслопроводов и повреждений в гидронасосе. Устранение этих дефектов состоит в доливке масла до необходимого контрольного уровня, промывке фильтра и клапана или их замене, в герметизации маслопроводов и ремонте или замене насоса.

Высокое давление масла обычно является причиной неправильной регулировки редукционного клапана. Для устранения этого дефекта клапан нужно промыть и отрегулировать на необходимое давление.

Все операции по определению и устранению выявленных неисправностей следует проводить в строгом соответствии с указаниями инструкции завода - изготовителя по эксплуатации трактора или автомобиля.

Контрольные вопросы

Каково назначение КП и их классификация? 2. Что представляют собой ступенчатые КП? 3. Каково назначение дополнительных КП у трактора и автомобиля? 4. Перечислите способы переключения передач. При каком способе проще обеспечить автоматизацию переключения передач?

5. Назначение механизма управления КП. 6. Что такое гидромеханическая передача и с какой целью ее применяют в трансмиссии трактора и автомобиля? 7. На каких типах тракторов и автомобилей и с какой целью применяют раздаточные коробки? 8. Устройство и работа механизма блокировки дифференциала в раздаточной коробке.