Вопрос 1. Назначение, классификация и устройство коробок передач автомобилей. Назначение, устройство и работа раздаточной коробки с дифференциалом.

Коробка передач представляет собой механизм, который преобразовывает по величине и направлению крутящий момент, передающийся от двигателя через сцепление. Коробка передач дает возможность автомобилю двигаться вперед и назад, а также она позволяет отключать двигатель от ведущих мостов на длительное время. По способу передачи крутящего момента КП подразделяются на: 1. Механические, в которых используются либо шестерни, либо шкивы и ремни (или цепи). В свою очередь механические КП подразделяются на простые, в которых крутящий момент передается через цилиндрические и конические шестерни, и планетарные, в которых использованы шестерни планетарных рядов (центральная солнечная шестерня, водило с сателлитами и внешняя кольцевая шестерня). 2. Гидромеханические, в которых крутящий момент на механизмы трансмиссии осуществляется и через механические, и через гидравлические передачи. Обычно в гидромеханических КП используются планетарные коробки передач, гидромуфты или гидротрансформаторы. По способу переключения передач КП подразделяются на: 1. Коробки с ручным переключением, в которых передачи переключаются вручную водителем. Эти КПП в свою очередь подразделяются на коробки с непосредственным переключением, в которых использованы механический или гидравлический привод, и на коробки с сервоприводом, в которых команда водителя на переключение выполняется механическим, гидравлическим, вакуумным, электрическим или комбинированным сервомеханизмом. В коробках с непосредственным переключением водитель собственным усилием вводит шестерни коробки в зацепление. В коробках с сервоприводом шестерни перемещаются специальным механизмом, облегчающим процесс переключения. 2. Коробки с автоматическим переключением передач. Эти КПП работают в автоматическом режиме без участия водителя. Оптимальная для определенных условий движения передача выбирается автоматом переключения. По количеству передач КП подразделяются на: 1. Бесступенчатые, в которых используется ременный (реже цепной) вариатор или гидротрансформатор. 2. Ступенчатые - от 3 до 18 и более передач.

По принципу действия коробки передач различают ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные. Ступенчатые коробки передач имеют механический привод перемещения шестерен по валам, а бесступенчатые позволяют изменять крутящий момент на ведущих колесах, не меняя положение педали «газа». На большинстве легковых и грузовых автомобилях устанавливают ступенчатые коробки передач. Ступенчатые коробки передач могут иметь разное число применяемых валов. Долгое время на автомобилях применялись только трехвальные коробки передач. Крутящий момент от двигателя передается с помощью сцепления на ведущий вал (первичный) коробки передач, на котором имеется шестерня. Параллельно ведущему валу располагается промежуточный вал с набором соединенных с ним шестерен. Ведущий вал находится на одной оси с ведомым (вторичным) валом и может быть соединен с ним напрямую для получения прямой передачи с передаточным числом, равным единице. Кроме того, одна из шестерен промежуточного вала находится в постоянном зацеплении с шестерней ведущего вала, а другие — со свободно вращающимися на ведомом вале шестернями. Для движения автомобиля задним ходом необходимо добавить еще одну шестерню между шестерней промежуточного и шестерней ведомого вала, что позволит ведомому валу изменить направление своего вращения. Для переключения передач необходимо обеспечить возможность жесткого соединения отдельных шестерен ведомого вала непосредственно с самим валом. На практике задача переключения передач оказалась не такой простой. Для безударного включения передач необходимо, чтобы угловые скорости вращения шестерен на ведомом вале и скорость самого вала были равны. Раздаточная коробка является неотъемлемым атрибутом автомобиля, оборудованного системой полного привода. Раздаточная коробка имеет следующее предназначение: распределяет крутящий момент по осям автомобиля; увеличивает крутящий момент при движении по плохим дорогам и бездорожью. В корпусе раздаточной коробки располагаются все элементы, включая понижающую передачу и межосевой дифференциал. Как и в коробке передач, в корпусе раздаточной коробки имеется смазывающая жидкость (трансмиссионное масло), которая обеспечивает постоянную смазку всех внутренних узлов. Крутящий момент от КПП передается на раздаточную коробку через ведущий вал. Далее крутящий момент передается на межосевой дифференциал, который может иметь различные конструкции. На современных автомобилях устанавливается дифференциал с возможностью жесткой блокировки или самоблокирующийся дифференциал. ведущий вал; межосевой дифференциал; механизм блокировки межосевого дифференциала; вал привода задней оси; цепная (зубчатая) передача; понижающая передача; вал привода передней оси.

Ведущий вал передает крутящий момент от коробки передач к раздаточной коробке.

Межосевой дифференциал предназначен для распределения крутящего момента между осями и позволяет им вращаться с разными угловыми скоростями. Межосевой дифференциал может быть симметричным и несимметричным. Симметричный дифференциал распределяет крутящий момент между осями поровну, несимметричный – в определенном соотношении. В раздаточных коробках, используемых в системах полного привода подключаемого автоматически и полного привода подключаемого вручную межосевой дифференциал, как правило, не применяется.

Для полной реализации полноприводных возможностей предусматривается блокировка межосевого дифференциала. Под блокировкой межосевого дифференциала понимается полное или частичное выключение дифференциала, обеспечивающее жесткое соединение передней и задней осей между собой. Блокировка может осуществляться автоматически или вручную.

Современными механизмами автоматической блокировки межосевого дифференциала является: вискомуфта; самоблокирующийся дифференциал Torsen; многодисковая фрикционная муфта.

Ручная (принудительная) блокировка дифференциала производится водителем с помощью механического, пневматического, электрического или гидравлического привода. На некоторых конструкциях предусмотрены функции как автоматической, так и ручной блокировки межосевого дифференциала.

Вал привода задней оси выполнен, как правило, соосно с ведущим валом.

Понижающая передача служит для увеличения крутящего момента при движении по плохим дорогам и бездорожью. Она присутствует в отдельных конструкциях раздаточных коробок внедорожных автомобилей. На современных автомобилях понижающая передача выполнена в виде планетарного редуктора. В раздаточной коробке, устанавливаемой на автомобили с системой полного привода подключаемого вручную, предусмотрена возможность подключения переднего моста (в данном контексте мост и ось синонимы) в раздаточной коробке. Отдельные конструкции раздаточных коробок системы постоянного полного привода имеют функцию отключения передней оси.

Режимы работы раздаточной коробки определяются ее конструкцией. В совокупности раздаточная коробка может иметь следующие режимы работы: включен задний мост; включены оба моста; включены оба моста при блокировке межосевого дифференциала; включены оба моста на понижающей передаче при блокировке дифференциала; включены оба моста при автоматической блокировке дифференциала.

Переключение режимов осуществляется с помощью рычага управления, копок на панели приборов или поворотного переключателя.