Раздаточная коробка

Раздаточная коробка — это механизм трансмиссии автомобиля, предназначенный для распределения крутящего момента от двигателя между ведущими мостами (осями) транспортного средства. В большинстве случаев раздаточная коробка (часто сокращённо «раздатка») устанавливается на автомобилях повышенной проходимости (внедорожниках, пикапах, вездеходах) и полноприводных легковых автомобилях. Её основная функция — обеспечить передачу мощности на все колёса, а также, в ряде конструкций, включение понижающей передачи (демультипликатора) для увеличения тягового усилия на низких скоростях.

История

Первые прообразы раздаточных коробок появились в начале XX века на военных и грузовых автомобилях, где требовалось передавать крутящий момент на несколько ведущих осей. Одним из ранних примеров является трёхосный грузовик Jeffery Quad (1913 год), использовавшийся армией США. В СССР массовое применение раздаточных коробок началось с выпуском полноприводных грузовиков ГАЗ-63 и ЗИС-151 в конце 1940-х годов. В гражданских внедорожниках, таких как ГАЗ-69 (1953 год), раздаточная коробка стала стандартным элементом.

С развитием автомобилестроения в 1970–1980-х годах раздаточные коробки начали устанавливать на легковые автомобили с постоянным полным приводом (например, Subaru Leone, Audi Quattro). В этот период активно внедрялись механизмы блокировки межосевого дифференциала и электронные системы управления. В России и странах СНГ раздаточные коробки широко применяются на автомобилях УАЗ (Ульяновский автомобильный завод), «Нива» (ВАЗ-2121) и грузовиках «Урал» и «КамАЗ».

Устройство и принцип работы

Раздаточная коробка представляет собой отдельный агрегат, устанавливаемый между коробкой передач (или автоматической трансмиссией) и карданными валами, ведущими к мостам. В её состав входят:

• Корпус (картер), обычно изготавливаемый из чугуна или алюминиевого сплава.
• Валы (входной, промежуточный, выходные на передний и задний мосты).
• Шестерни (прямозубые или косозубые) или цепная передача (в некоторых моделях для снижения шума и веса).
• Муфты включения (кулачковые, зубчатые или синхронизированные) для подключения/отключения ведущего моста.
• Межосевой дифференциал (в конструкциях постоянного полного привода) — распределяет крутящий момент между осями, позволяя им вращаться с разной скоростью.
• Понижающая передача (демультипликатор) — пара шестерён, обеспечивающая увеличение крутящего момента в 1,5–2,5 раза (передаточное число обычно от 1,5:1 до 3,0:1).
• Привод управления — механический (рычагом), электромеханический (кнопкой или шайбой) или пневматический (на грузовых автомобилях).

Принцип работы: крутящий момент от коробки передач поступает на входной вал раздаточной коробки. Далее, в зависимости от выбранного режима, момент передаётся на один или оба выходных вала. В режиме «2H» (двухколёсный привод, высокая передача) работает только один мост (обычно задний). В режиме «4H» (полный привод, высокая передача) подключается второй мост. В режиме «4L» (полный привод, низкая передача) включается понижающая передача, что позволяет двигаться на малых скоростях с большим усилием.

Классификация

Раздаточные коробки классифицируются по нескольким признакам.

По типу привода

• С подключаемым полным приводом (Part-time 4WD) — второй мост подключается жёстко (без дифференциала). Такие раздаточные коробки используются на автомобилях УАЗ («Патриот», «Хантер»), «Нива» (ВАЗ-2121), а также на многих пикапах (Toyota Hilux, Mitsubishi L200). При движении по твёрдому покрытию (асфальт) подключать полный привод не рекомендуется из-за циркуляции паразитной мощности и повышенного износа шин.
• С постоянным полным приводом (Full-time 4WD) — в конструкции присутствует межосевой дифференциал, позволяющий использовать полный привод на любых дорогах. Примеры: Toyota Land Cruiser 100, Mercedes-Benz G-Class, УАЗ «Патриот» (с 2014 года на некоторых модификациях). Такие коробки часто оснащаются блокировкой дифференциала (принудительной или самоблокирующейся).
• С автоматически подключаемым полным приводом (AWD) — в современных легковых кроссоверах (например, Nissan X-Trail, Renault Duster) раздаточная коробка может быть заменена муфтой подключения заднего моста (электромагнитной или гидравлической), но классическая «раздатка» с понижающей передачей в таких автомобилях обычно отсутствует.

По наличию понижающей передачи

• С понижающей передачей — характерны для внедорожников (УАЗ, Land Rover Defender, Jeep Wrangler). Обеспечивают возможность преодоления тяжёлого бездорожья.
• Без понижающей передачи — устанавливаются на кроссоверы и некоторые легковые автомобили с полным приводом (например, Subaru Outback, Volvo XC70). Такие коробки проще и легче, но не рассчитаны на серьёзные внедорожные нагрузки.

По типу привода управления

• Механические — управление рычагом в салоне (классика для УАЗ, «Нива»). Надёжны, но требуют физических усилий.
• Электромеханические — переключение режимов осуществляется электродвигателем или соленоидами по команде с кнопки (например, Toyota Land Cruiser Prado, Mitsubishi Pajero).
• Пневматические — используются на грузовых автомобилях (КамАЗ, Урал) и некоторых военных вездеходах. Включение производится сжатым воздухом из пневмосистемы.

Применение

Раздаточные коробки применяются в различных типах транспортных средств:

• Внедорожники и пикапы — основная область применения. Обеспечивают возможность движения по бездорожью, буксировки прицепов и перевозки грузов. В России популярны модели УАЗ-469, УАЗ «Патриот», «Нива» (ВАЗ-2121, ВАЗ-2131), а также грузовики «Урал-4320».
• Грузовые автомобили и военная техника — трёхосные и четырёхосные машины (КамАЗ-4310, Урал-4320, ЗИЛ-131) оснащаются раздаточными коробками с блокировками межосевых дифференциалов и понижающими передачами.
• Легковые автомобили с полным приводом — некоторые модели Audi (Quattro), Subaru (Legacy, Outback), Volvo (XC70) используют раздаточные коробки без понижающей передачи, совмещённые с межосевым дифференциалом.
• Сельскохозяйственная и специальная техника — тракторы (например, МТЗ-80, «Кировец»), вездеходы и снегоболотоходы.

Эксплуатация и обслуживание

Раздаточная коробка требует регулярного обслуживания, включающего замену масла (трансмиссионного, обычно класса GL-4 или GL-5) и контроль герметичности сальников. Периодичность замены масла зависит от производителя и условий эксплуатации (обычно каждые 40–60 тыс. км пробега). При эксплуатации на бездорожье рекомендуется более частая замена.

Основные неисправности раздаточных коробок:

• Износ подшипников — проявляется гулом или шумом при движении.
• Износ зубьев шестерён — возникает при длительной эксплуатации с недостаточным уровнем масла или при перегрузках.
• Неисправности муфт включения — затруднённое включение или самопроизвольное выключение режимов.
• Протечки масла — через сальники или прокладки корпуса.

На автомобилях УАЗ и «Нива» раздаточные коробки считаются относительно надёжными, но требуют внимания к уровню масла и состоянию креплений. На грузовых автомобилях «Урал» и «КамАЗ» раздаточные коробки отличаются повышенной прочностью, но имеют больший вес и габариты.

Интересные факты

• На автомобиле «Нива» (ВАЗ-2121) раздаточная коробка конструктивно объединена с коробкой передач в единый блок, что упрощает компоновку.
• Раздаточная коробка УАЗ-469 (модель «Дим» или «КС») имеет две понижающие передачи, что позволяет использовать автомобиль в качестве тягача.
• В некоторых моделях Land Rover (например, Defender) раздаточная коробка имеет отдельный рычаг управления, расположенный слева от рычага коробки передач.
• На военных грузовиках «Урал-4320» раздаточная коробка оснащена пневматическим приводом блокировки межосевого дифференциала, что позволяет водителю быстро переключать режимы без остановки.

Источники

• Автомобильные трансмиссии: учебное пособие / В. И. Анохин, В. А. Григорьев. — М.: Машиностроение, 2005.
• Устройство и эксплуатация автомобилей УАЗ / А. И. Горбачёв, В. Н. Кислов. — Ульяновск: УАЗ, 2010.
• Техническая документация ПАО «КамАЗ» (раздел «Трансмиссия»).
• Руководство по эксплуатации автомобиля ВАЗ-2121 «Нива» (ОАО «АвтоВАЗ»).
• Справочник по полноприводным автомобилям / под ред. А. Н. Нарбута. — М.: Транспорт, 1998.