Основные сведения. 4.1 Общие сведения о полноприводной трансмиссии

4.1 Общие сведения о полноприводной трансмиссии

Автомобили, у которых все колеса ведущие, называют полноприводными. Если крутящий момент передается на все колеса, улучшается способность автомобиля двигаться в плохих дорожных условиях. Это послужило толчком к созданию огромного семейства внедорожных автомобилей. Такие автомобили называют автомобилями повышенной проходимости. В некоторых странах легковые автомобили повышенной проходимости принято называть SUV (Sport Utility Vehicle – автомобили для спорта) или RV (Recreational Vehicle – автомобили для отдыха). Некоторые автомобили с приводом на четыре колеса обозначают AWD (All Wheel Drive – все колеса ведущие) или AD (4 Wheel Drive – привод на четыре колеса), а иногда просто 4x4. ­­

Легковые автомобили с приводом на четыре колеса могут иметь или постоянный привод всех колес, или подключаемый ко всем колесам при необходимости. Существуют конструкции полноприводных трансмиссий, в которых обеспечивается постоянный привод на передние (автомобили Toyota RAV4, Honda CRV и др.) или задние колеса (автомобили Ford Explorer, Nissan Terrano и др.), а привод на другие два колеса включается при необходимости. Причем это вклю­чение может происходить автоматически, в зависимости от условий движения, или вручную по желанию водителя.

В любом автомобиле, имеющем привод на четыре колеса, независимо от расположе­ния двигателя, необходимо разделить крутящий момент, получаемый на ведомом вале коробки передач, на два направления и передать один к переднему мосту, а другой к заднему. Кроме того, требуются две главные передачи: одна для привода передних колес, а другая задних соответственно.

4.2 Муфта Haldex

Муфта Haldex широко используется фирмой Volkswagen для автомобилей класса А (Volkswagen Golf, Bora, Audi TT, Skoda Oktavia, Seat Toledo и т.д.). С од­ной стороны, она предлагает преиму­щества постоянного привода на все колеса, с другой — она может комби­нироваться с такими системами, пре­дотвращающими пробуксовку колес, как ABS, EDS, ASR, EBV и ESP.

Механическая часть муфты Haldex состоит из цилиндрического входного вала с аксиально-поршневым насосом и рабочим поршнем, ведомого вала с приводной головкой и дисковым кулачком, а также набора фрикционных дисков (рисунок 1). Наружные диски соединены с ведущим валом, а внутрен­не диски через продольное зубчатое зацепление с ведомым валом.

1 – ведомый вал с кулачковой шайбой; 2 – рабочий поршень; 3 – многодисковая муфта; 4 – насосный поршень; 5 – нагнетательный клапан; 6 – впускной клапан; 7 – регулятор давления управления муфтой; 8 – ведущий вал

Рисунок 1 – Схема муфты Haldex

При пробуксовке одного из колес автомобиля возникает разница в частоте вращения между ведомым 1 и ведущим 8 валами, и на поршень 4 направляется то выступающая, то опускающаяся часть кулачковой шайбы. В результате возвратно-поступательного движения поршня давление масла в гидравлической системе повышается и рабочий поршень давит на нажимной диск набора фрикционных дисков. Набор фрикционных дисков сжимается, и между входным и выходными валами возникает таким образом сцепление.

4.3 Вискомуфта

Вискомуфта получила свое название от латинского viscosus -­­­­ вязкий.

Основными элементами вискомуфты (рисунок 2) являются:
- корпус 6 и валы 1 и 5, герметизированные с помощью уплотнений;
- диски 4, соединенные шлицами с корпусом, диски 3 соединенные с ведомым валом. Диски имеет каналы и отверстия для увеличения вязкости трения жидкости;
- силиконовая (кремнийорганическая) жидкость, которая обладает высокой вязкостью и заполняет корпус на 80-90%.

Вискомуфта передает подводимый к ней крутящий момента за счет внутреннего трения в жидкости, находящейся между дисками. Когда их скорости одинаковы, муфта передает небольшую часть усилия (5…7%). При отставании ведомых дисков от ведущих, жидкость перемешивается, температура и вязкость ее растут, она расширяется и сжимает воздух. Когда он почти полностью сжат, давление в муфте резко возрастает, что вызывает осевое перемещение дисков по шлицам до их механического контакта. В результате этого вращение ведущего и ведомого валов производится за счет механического трения. При равной скорости вращения дисков температура и соответственно давление жидкости постепенно снижаются и они выходят из механического контакта. Передаваемый момент зависит от характеристик муфты и от разности скоростей вращения ее валов.

Вискомуфта может устанавливаться как самостоятельный узел между ведущими осями или «встраиваться» в конический дифференциал.

Основным недостатком вискомуфты является ее несовместимость с ABS.

Вискомуфта не пригодна к ремонту, так как количество и вязкость жидкости определяют характеристики вискомуфты и строго контролируются при ее изготовлении. При утечке части жидкости муфта подлежит замене.

1– ведомый вал; 2 – втулка; 3 – диски, соединенные с ведомым валом; 4 – диски, соединенные с корпусом; 5 – ведущий вал; 6 – корпус

Рисунок 2 – Вискомуфта

4.4 Дифференциал Torsen

Дифференциал Torsen (TORque SENsing – чувствующий крутящий момент) представляет собой механический самоблокирующийся дифференциал, в котором используется сложный набор червячных шестерен (рисунок 3).

На полый приводной вал 2 корпуса дифференциала передается крутящий момент от коленчатого вала через элементы трансмиссии. На общей оси сателлитов расположены прямозубые шестерни 5 и червячные сателлиты 6.

1 – корпус дифференциала; 2 – полый приводной вал корпуса дифференциала; 3 – вал привода передней оси; 4 – вал привода задней оси; 5 – прямозубые шестерни; 6 – червячные сателлиты; 7 – червячная шестерня привода передней оси; 8 – червячная шестерня привода задней оси

Рисунок 3 – Межосевой дифференциал Torsen

Набор шестерен внутри дифференциала состоит из ведомых червячных шестерен привода передней оси 7, задней 8 и ведущих (сателлитов) червячных шестерен 6. Основной особенностью такой конструкции является то, что червячные шестерни могут приводить во вращение другие шестерни, но са­ми не могут приводиться во вращение. Такая особенность приводит к появлению некоторой степени блокирования дифференциала.

При вращении приводного вала вращается и корпус дифференциала, толкая оси сателлитов. При движении по асфальту дифференциал Torsen распределяет крутящий момент между осями поровну. При низких значениях входного кру­тящего момента, передаваемого от коленчатого вала (движение по асфальту), шестерни дифференциала вращаются свободно и его действие напоминает работу обычного симметричного дифференциала. Когда входной крутящий момент увеличи­вается (колеса одной оси начинают проскальзывать), набор червячных шестерен нагружается и в определенный момент два выходных вала привода передней и задней оси блокируются. Но стоит только колесам одной оси начать проскальзывать, крутящий момент перебрасывается на ту ось, колеса которой имеют лучшее сцепление с покрытием.

4.5 Раздаточная коробка

Устройство раздаточной коробки показано на рисунке 4.

1 – вилка муфты блокировки дифференциала; 2 – шток вилки блокировки дифференциала; 3 – защитный чехол штока; 4 – стопорная шайба; 5 – втулка оси рычага; 6 – ось рычага; 7 – стопорный болт вилки; 8 – выключатель контрольной лампы блокировки дифференциала; 9 – шток вилки переключения передач; 10 – рычаг блокировки дифференциала; 11 – дистанционная втулка; 12 – ось рычага переключения передач; 13 – кронштейны; 14 – вилка муфты переключения передач; 15 – рычаг переключения передач; 16 – втулка пружины фиксатора; 17 – пружина и шарик фиксатора; 18 – фланец ведущего вала; 19 – передняя крышка; 20 – сальник ведущего вала; 21 – упорное кольцо подшипника; 22 – передний подшипник ведущего вала; 23 – шестерня высшей передачи; 24 – муфта переключения передач; 25 – картер раздаточной коробки; 26 – шестерня низшей передачи; 27 – задний подшипник ведущего вала; 28 – установочное кольцо заднего подшипника ведущего вала; 29 – ведущий вал; 30 – втулка; 31 – ступица; 32 – задняя крышка; 33 – задний подшипник промежуточного вала; 34 – промежуточный вал; 35 – подшипник вала привода заднего моста; 36 – задний подшипник дифференциала; 37 – фланец; 38 – сальник вала привода заднего моста; 39 – задний корпус дифференциала; 40 – опорная шайба шестерни; 41 – шестерня привода заднего моста; 42 – ось сателлитов; 43 – стопорное кольцо; 44 – пружинная шайба; 45 – кронштейн подвески; 46 – упорная шайба сателлита; 47 – картер привода переднего моста; 48 – сателлит; 49 – ведомая шестерня дифференциала; 50 – передний корпус дифференциала; 51 – стопорное кольцо; 52 – пружинная шайба; 53 – передний подшипник корпуса дифференциала; 54 – муфта блокировки дифференциала; 55 – установочное кольцо переднего подшипника дифференциала; 56 – маслоотражатель; 57 – сальник вала привода переднего моста; 58 – подшипник вала привода переднего моста; 59 – фланец вала привода переднего моста; 60 – вал привода переднего моста; 61 – пробка слива масла; 62 – ведомая шестерня привода спидометра; 63 – роликовый подшипник промежуточного вала; 64 – заливная пробка; 65 – ведущая шестерня привода спидометра.

Рисунок 4 – Раздаточная коробка