Требования к раздаточной коробке.

Дополнительно к общим требованиям к раздаточной коробке предъявляются специальные требования, в со­ответствии с которыми она должна обеспечивать:

• распределение крутящего момента между ведущими мостами автомобиля пропорционально приходящимся на мосты вертикальным нагрузкам;

• увеличение тяговой силы на ведущих колесах, необходимое для преодоления повышенных сопротивлений при движении автомобиля по плохим дорогам, бездорожью и на крутых подъемах;

• отсутствие циркуляции мощности в трансмиссии автомо­биля;

• возможность движения автомобиля с минимальной устойчивой скоростью (2,5. 5,0 км/ч) при работе двигателя на режиме максимального крутящего момента.

Рассмотрим требования к раздаточной коробке.

Распределение крутящего момента. Раздаточная коробка должна распределять крутящий момент двигателя между ведущими мостами пропорционально их вертикальным нагрузкам, чтобы автомобиль имел высокую проходимость. Характер распределения крутящего момента зависит от типа раздаточной коробки.

У раздаточных коробок с блокированным приводом ведомые валы привода ведущих мостов (см. рис.1,а)имеют одинаковую угловую скорость. Эти раздаточные коробки не распределяют крутящий момент двигателя между ведущими мостами автомобиля в какой-либо определенной пропорции. Соотношение между кру­тящими моментами, подводимыми к ведущим мостам, в этом случае зависит от радиуса поворота автомобиля, разницы радиусов колес, профиля дороги и других факторов.

У раздаточных коробок с дифференциальным приводом крутящий момент двигателя передается от ведущего вала раздаточной коробки к ведомым валам привода ведущих мостов через дифференциал. Поэтому ведомые валы могут вращаться с одинаковыми и неодинаковыми угловыми скоростями.

Распределение крутящего момента между ведущими мостами при таких раздаточных коробках зависит от типа и свойств дифференциала (симметричный, несимметричный, малого трения, блокируемый и др.).

Увеличение тяговой силы. Распределение крутящего момента двигателя между мостами полноприводного автомобиля пропорционально вертикальным нагрузкам, приходящимся на мосты, позволяет получить максимальную тяговую силу на ведущих колесах. С этой целью в раздаточной коробке может применяться сим­метричный (см. рис. 1, а) или несимметричный (см. рис. 1, б) дифференциал.

Симметричный дифференциал используется в раздаточных коробках двухосных полноприводных автомобилей, когда сцепной вес при полной нагрузке автомобиля распределяется между мостами примерно поровну.

В полноприводных трехосных автомобилях, где вертикальная нагрузка на передний мост составляет почти половину нагрузки на мосты задней тележки (средний и задний), в раздаточной коробке применяется несимметричный дифференциал. Этот дифференциал распределяет крутящий момент между передним мостом и мостами задней тележки в соответствующей пропорции.

Раздаточные коробки, применяемые в трансмиссии полно­приводных автомобилей, обычно выполняют одновременно и функции демультипликатора. Они увеличивают число передач и передаточные числа основной коробки передач и расширяют их диапазон. Это видно из тяговой характеристики (рис. 2) полнопри­водного автомобиля, где штриховыми линиями показаны значения тяговой силы на ведущих колесах при включенной понижающей передаче в раздаточной коробке.

Понижающие передачи большинства раздаточных коробок имеют передаточные числа в пределах uр = 1,7. 2, что существенно повышает тяговую силу на ведущих колесах и позволяет автомобилю двигаться по плохим дорогам, в условиях бездорожья, а также преодолевать крутые подъемы (до 30. 35°) и водные участки пути.

Увеличение тяговой силы на ведущих колесах автомобиля может быть также достигнуто в результате применения дифференциального привода валов ведущих мостов. Так, например, используемый в раздаточных коробках конический дифференциал хоть и обладает малым трением, но позволяет за счет трения увеличить на 4. 6% суммарную тяговую силу на ведущих колесах автомобиля.

Циркуляция мощности происходит вследствие того, что к одним ведущим мостам подводится большая мощность двигателя, а к другим меньшая, чем мощность, необходимая для преодоления сопротивления движению автомобиля. При этом от ведущих мостов с большей подводимой мощностью избыток мощности передается к ведущим колесам мостов с меньшей подводимой мощностью. Затем от колес этих мостов избыток мощности возвращается обратно к раздаточной коробке и через нее снова к мостам с большей подводимой от двигателя мощностью. В результате через трансмиссию ко всем ведущим мостам может передаваться мощность значительно большая, чем требуется для преодоления сопротивлений движению автомобиля.

При движении по хорошей горизонтальной дороге циркулирующая мощность может быть значительной. Циркулирующая мощность не используется для преодоления сил сопротивления движению автомобиля, дополнительно нагружает механизмы трансмиссии и шины, вызывает их повышенное изнашивание. Кроме того, из-за увеличения суммарной мощности, передаваемой через механизмы трансмиссии, возрастают потери мощности в трансмиссии и на буксование колес, увеличиваются расход топлива и изнашивание деталей двигателя. Поэтому циркулирующая мощность является вредной, и ее часто называют паразитной мощностью.

При движении автомобиля на повороте или по неровной дороге тангенциальная упругость шин существенно снижает циркуляцию мощности в трансмиссии и происходит только перераспределение крутящего момента между ведущими колесами. Чтобы уменьшить дополнительное изнашивание механизмов трансмиссии шин и расход топлива, вызванных циркуляцией мощности или перераспределением крутящего момента, при раздаточной коробке с блокированным приводом необходимо включать передний ведущий мост только для повышения проходимости или устойчивости автомобиля. В этих случаях циркуляция мощности обычно незначительна. При движении по хорошим дорогам, когда происходит интенсивная циркуляция мощности в трансмиссии автомобиля, необходимо принудительное отключение переднего ведущего моста для устранения циркуляции мощности или перераспределения крутящего момента.

При дифференциальном приводе циркуляция мощности в трансмиссии отсутствует. Однако в раздаточной коробке должно быть устройство для блокировки дифференциала, иначе при буксовании одного из колес ведущего моста или незаблокированном межколесном дифференциале движение автомобиля невозможно. При дифференциальном приводе передний ведущий мост посто­янно включен. Вследствие этого изнашивание шин меньше, чем при отключении переднего моста при раздаточной коробке с блокированным приводом.

Минимальная скорость движения. Для движения полноприводных автомобилей в условиях плохих дорог, по бездорожью и сильно деформируемым грунтам, при преодолении крутых подъемов и водных преград раздаточная коробка должна обеспечивать минимальную устойчивую скорость движения автомобиля в пределах 2,5. 5 км/ч.

Такая скорость полноприводного автомобиля может быть достигнута за счет передаточного числа понижающей передачи раздаточной коробки, значение которого гарантирует движение автомобиля при полном использовании сцепного веса и отсутствии буксования ведущих колес. Как указывалось ранее, понижающие передачи у большинства раздаточных коробок, выполняющих одновременно функции демультипликаторов, имеют передаточные числа в пределах uр = 1,7. 2.