Rozdělovací převodovka – základní principy fungování a její role v automobilu

Zjednodušení a jednotnost designu terénních vozů je pochopitelná. Naprostá většina nových vozidel s pohonem všech kol je postavena podle „osobního“ provedení: motor vpředu napříč, stálý pohon předních kol a připojený přes kotoučovou spojku vzadu. Ale ve třídě těžkých SUV existuje jiná sada terénních hodnot a rozdělovací převodovka je pro ně hlavním atributem. ORTODOXNÍ POCTIVÉHO ŽELEZA Převodovka je nezávislá, poměrně těžká a komplexní jednotka. Část převodovky naplněná ozubenými koly, hřídeli a spojkami mezi převodovkou a hnacími nápravami. Jeho prvním a hlavním účelem je rozdělovat nebo rozdělovat v jednom nebo druhém poměru točivý moment motoru na obě hnací nápravy – přední a zadní Kromě rozdělovací funkce má rozdělovací převodovka ještě jednu funkci – zvýšit točivý moment na kola současně snížit rychlost. Takže při prvním nízkém převodovém stupni je ve srovnání s prvním vysokým převodovým stupněm rychlost otáčení kol přibližně třikrát nižší a trakce na nich je stejná. Převodová část rozdělovací převodovky se někdy nazývá násobič rozsahu a je nejčastěji označována jako 4L nebo jednoduše L. Uvnitř jediného krytu tedy žijí dvě zařízení. A pokud je s násobičem rozsahu vše víceméně jasné (model od modelu se mění pouze převodový poměr), pak existuje několik zásad pro rozdělení točivého momentu mezi nápravy. V souladu s tím se také liší konstrukce převodových skříní. NIC TRVALEJŠÍHO. Prvním principem (je historicky prvním) je trvalý pohon zadní nápravy s dočasným připojením přední nápravy. Znalci budou volat: „Na částečný úvazek!“ a budou mít naprostou pravdu. Tato převodovka dominuje SUV již více než půl století, a to především díky své jednoduchosti a robustní konstrukci. Pravda, primitivní spojení s pákou bylo postupně nahrazeno ovládáním tlačítkem, ale podstata zůstala stejná. Zdálo by se, že to nemůže být jednodušší: na asfaltu je přední náprava vypnutá, off-road zapnutá. Jediný háček byl v otázce: kdy přesně by to mělo být připojeno? Pozdní připojení přední části v terénu totiž může vést k zaseknutí a i krátká jízda po asfaltu v režimu 4×4 je pro většinu vozidel na částečný úvazek technicky na škodu. Inženýři Range Roveru problém vyřešili tím, že přinutili svou rozdělovací převodovku, aby vždy poháněla obě nápravy, a zároveň vytvořili druhý typ SUV. Rozdíl v rychlostech předního a zadního křížového kloubu pohltí obyčejný středový diferenciál. Symetrické, stejné jako mezi koly. A aby se stálá převodovka pohonu všech kol vyrovnala v průchodnosti terénem té zásuvné, byla instalována i uzávěrka středového diferenciálu. Naše drahá „Niva“ je z této opery.

Oba typy tedy v off-roadovém režimu napevno poháněly dvě nápravy a na asfaltu dominoval stálý pohon všech kol díky trakci na čtyři kola. Pohon všech kol je navíc vždy plně vyzbrojen – takříkajíc stále vše zapnuté. TERMINOLOGIE:
Přísně vzato, fráze „sdílí moment mezi dvě nápravy“ je zcela správná pouze pro ta SUV, která mají ve skutečnosti dvě hnací pevné nápravy. Vzhledem k tomu, že nezávislá odpružení v podstatě nahradila ta závislá, pojem „náprava“ nyní ve vztahu k SUV neznamená spojitý nosník se dvěma koly, ale soubor odpružení a převodových jednotek souvisejících s předním nebo zadním párem kol. Se stejným úspěchem lze zde použít slovo „osa“. Některá těžká SUV nyní kombinují pevnou zadní nápravu s nezávislým předním zavěšením (Mitsubishi Pajero Sport, Toyota TLC 200). Většina pickupů je postavena podle tohoto návrhu. Některé společnosti u nových modelů zcela opustily pevné nápravy a nahradily je nezávislým zavěšením (Range Rover, Infiniti, Jeep Cherokee). A jen ty nejkonzervativnější modely, které dožívají svůj dlouhý život na montážní lince (Mercedes Gelandewagen, klasický Land Rover Defender, UAZ), zůstávají věrné plně závislému odpružení se dvěma neproniknutelně silnými nápravami. NE VŠECHNO JE DOBRÉ, KDO JE KOMPLETNÍ Ale jsou tu i nevýhody. Převodovka se ukázala být velmi objemná, těžká a složitá. Na stejném Range Roveru se kvůli zachování vysoké světlé výšky musel zvednout nad podlahu kabiny a skutečně umístit do objemného boxu loketní opěrky. Takové faktory přímo ovlivnily cenu vozů se stálým pohonem všech kol. Kromě toho byly návrhy na částečný úvazek mnohem spolehlivější a bezbolestně zvládaly mnohem větší přetížení.

Boom pohonu všech kol, který začal na konci 200. století, donutil inženýry vyrobit rozdělovací převodovku se středovým diferenciálem kompaktnější, lehčí a levnější. Objevily se možnosti s řetězem místo těžkých převodů (Nissan Terrano a Mitsubishi LXNUMX), s planetovým designem v řazení dolů. Ještě jeden problém ale zůstal – stabilita neustále hnaného vozidla v kluzké zatáčce.

SUPER VÝBĚR
Převodovou skříň s tímto názvem používá Mitsubishi. Zní to nepochopitelně, ale ve své podstatě – dva systémy (částečný a stálý pohon všech kol se středovým diferenciálem) v jedné lahvičce. Čtyři polohy Super Select umožňují jízdu výhradně s pohonem zadních kol s vypnutým pohonem předních kol, spojení předních kol se zadními přes středový diferenciál (dlouhodobý režim), totéž, ale s uzamčeným středem diferenciálu (analogický k připojenému částečnému úvazku) a nakonec k zablokovanému „centru“ přidat „nižší“. Ať se na to podíváte z jakéhokoli úhlu, je to ideální pro džíp! SVOBODA, ROVNOST. UŠI
Když vám říkají, že volný diferenciál, říkají, posílá část točivého momentu na jedno nebo druhé kolo nebo nápravu – nevěřte tomu! V systémech s volným diferenciálem půjde veškerý výkon vždy tam, kde je menší odpor.

Klasické chování takové převodovky na zledovatělé lesní zatáčce s nadměrnou rychlostí: začátek oblouku pod tahem – více točivého momentu jde zpět a auto připomíná zadní náhon. Před nejstrmější částí zatáčky uvolníte plyn a váha auta a s ní i podíl točivého momentu se okamžitě řítí vpřed – auto se stalo předním náhonem a klouže ven! Zběsile odháníte drift volantem a vzpomínajíc na příkazy pohonu předních kol mírně přidáváte plyn. Zadní kola se znovu chytnou a vysoký pickup nebo SUV, který se konečně otočil přes silnici, letí do příkopu! Proč se to děje? Protože v rozdělovací převodovce vašeho terénního vozidla není nic, co by ovládalo směr a poměr točivého momentu. Všechno to jde tam, kde to v tu vteřinu nejvíc klouže a k přenosu výkonu dochází s nepatrným rozdílem v přilnavosti kol, pro řidiče nepostřehnutelným.

Snažili se překonat destruktivní svobodu symetrického diferenciálu různými způsoby. Nejlépe se to povedlo elektronickým stabilizačním systémům, ale o těch se teď nebavíme. Kromě symetrických se v rozdělovacích převodovkách začaly používat i asymetrické diferenciály, které evidentně rozdělují více točivého momentu dozadu. Technicky jsou jednoduché, ale téměř vždy umožňují nechat autu trochu více zadního náhonu, čímž vás ochrání před záludnými přenosy výkonu. Tento diferenciál se nachází v rozdělovací převodovce Audi Q7 a Super Select II (33:67 %).

VYPÍNAČ VÝKONU
Zcela výjimečně jsou z rozdělovací převodovky poháněny jiné komponenty kromě náprav. Může to být naviják (na části Toyota Land Cruiser 80), různá příslušenství pro speciální vybavení (například sněhové frézy). Tato rozdělovací převodovka se častěji nazývá pomocný náhon.

Používá se pro něj speciální zkratka KOM, přídavné pohony otáčejí vlastní kardany. I domácí UAZ-469 měl verzi s PTO pro kartáč pod břichem. Takové užitkové vozy jsou v zahraničí hojně využívány i dnes. RAZDATKA-LIGHT
Móda vozů SUV podnítila vytvoření levnějších variant rozdělovacích převodovek pro vozidla, jejichž provoz vyžaduje méně použití v terénu. Především se jedná o jednostupňové rozdělovací převodovky bez „spouštění“ (starý Mercedes ML bez off-roadového paketu) a kombinaci jednoho stupně s viskózní spojkou a asymetrickým rozvodem (38:62 %) u Cadillacu Escalade. od roku 2002. Podobných systémů je mnoho, ale na začátku XNUMX. století většinu problémů, se kterými se tvůrci kovových předloh s pohonem všech kol potýkali, úspěšně vyřešila všudypřítomná elektronika. Dokázala superpřesně a okamžitě dávkovat připojení druhého mostu, čímž ušetřila řidiče od nutnosti vozit s sebou desítky kilogramů „chytrého kovu“ a od nutnosti za ně platit. Ale na skutečných terénních podmínkách, kde o všem nerozhoduje rychlost, ale síla hardwaru a velikost kol, jsou dnes, stejně jako před půl stoletím, dvě historické větve vědy o pohonu všech kol. mají svůj den. Text Evgeny Khapov

Co je převodovka 14.07.2023 12: 54

Schopnost do každého terénu je oblíbenou možností při výběru vozu. Pohon všech čtyř kol vám nejen umožňuje sebevědomě vyrazit do terénu. Umožňuje řidiči cítit se jistě i v městských podmínkách, v náledí a dalších extrémních podmínkách.

Takové výhody poskytuje převodovka. Právě díky této jednotce vůz získává dvě hnací nápravy. Každé kolo je navíc spojeno s motorem, což znamená, že je vždy pod vlivem točivého momentu. V podmínkách špatné přilnavosti k vozovce hraje tato vlastnost rozhodující roli v bezpečnosti a pohodlí jízdy.

Převodovka – co to je?

Vozy s pohonem jedné nápravy fungují podle klasického schématu. Točivý moment generovaný motorem se převádí na převodovku. Poté se síla přenese na jedno z párů kol.
Provozní režim vozu s pohonem všech kol je odlišný. Zde je potřeba, aby motor zásoboval obě nápravy dostatečným točivým momentem. V tomto případě je nutné dodržet rozložení hodnoty síly v závislosti na podmínkách. U vozů nové generace palubní elektronika dokonce sleduje, které kolo je aktuálně v záběru s povrchem, a směřuje tam většinu točivého momentu.

Všechny tyto úkoly u modelů s pohonem všech kol provádí rozdělovací převodovka. Toto je jednotka, která následuje po řetězu motor-převodovka. Právě rozdělovací převodovka hraje konečnou roli při rozdělování točivého momentu mezi nápravy. Jednotka je schopna zvýšit (snížit) hodnotu síly přenášené na konkrétní osu až do určité hodnoty. Vozidlo s pohonem všech kol díky tomu dokáže překonat překážky, které běžné jednokolové vozidlo fyzicky překonat nedokáže. Například viskózní bažina nebo hluboká vrstva sněhu.

Převodovka se neomezuje pouze na použití na civilních autech. Vzhledem ke zvláštnostem přeměny síly se jednotka používá také ve speciálním vybavení. Požární technika, zemědělská technika, průmyslová čerpadla pro automobilové základny, jeřáby atd. – všechny uvedené možnosti využívají rozdělovací převodovku jako „regulátor“, který na příkaz řidiče přesměruje energii spalovacího motoru do požadované části vozu.

Konstrukce rozdělovací převodovky: základní komponenty

Hlavní rozvodná skříň je kovová skříň vyrobená ve skládacím designovém formátu. Box má po celé vnější ploše výztužná žebra. Výrobce tak může ušetřit značné množství kovu, aniž by ohrozil pevnost sestavy. Je zřejmé, že pevné, tlusté skříně rozdělovací převodovky by měly velkou hmotnost, což by negativně ovlivnilo rozložení hmotnosti v autě.

Konstrukce moderních rozdělovacích převodovek se neustále zdokonaluje v závislosti na provozních podmínkách vozidla. Základní prvky jsou však přítomny ve všech variantách uzlů. Patří mezi ně následující součásti:

• primární (hnací) hřídel – přijímá točivý moment přímo z převodovky;
• blokovací jednotka rozdělovací převodovky a středový diferenciál, který reguluje přenos výkonu v závislosti na zatížení nápravy;
• redukční převod – snižuje počet otáček na výstupu a zároveň zvyšuje hodnoty točivého momentu;
• systém aktivace zamykání (aktor) – má dvě možnosti provedení: mechanický nebo manuální, spouštěný přímým povelem od řidiče nebo elektronický;
• synchronizátory – jsou zodpovědné za bezproblémovou aktivaci paketu redukčního převodu při aplikaci točivého momentu na rozdělovací převodovku.

Samotný agregát je spojen s přední a zadní nápravou přes kardanové hřídele. Za zmínku stojí, že rozdělovací převodovka v moderních autech může být skryta přímo v převodovce, připojena k bloku motoru atd. Je to dáno technickým řešením, zejména rozložením hmotnosti, úpravou těžiště, úsporou místa a dalšími faktory.

Převodovka jako každý jiný mechanismus s rotačními dvojicemi funguje na principu přímého kontaktu různých prvků a tření mezi nimi. Je zřejmé, že takové systémy jsou schopny dlouhodobého a stabilního provozu pouze za stálého mazání třecích párů. K tomuto účelu je rozdělovací převodovka vybavena vlastní olejovou vanou. Olej omývá prvky převodovky vlivem rotačních sil (pasivní mazání). Hřídele, ozubená kola a další prvky „utahují“ mazivo, čímž omývají každou součást. K dispozici jsou také možnosti rozdělovací převodovky s vlastním olejovým čerpadlem nebo pohonem, který pohání agregát přímo od motoru.

Jak funguje převodovka?

Primární funkcí uzlu je odpojit nebo připojit mosty na externí příkaz. S vývojem technologie však převodovka získala řadu dalších účelů.

Provoz jednotky se omezuje na následující body:

• vlastně ovládání náprav vozidla;
• změna, regulace točivého momentu mezi nápravami;
• zajištění jiného počtu otáček na každé nápravě;
• v případě potřeby uzamčení středového diferenciálu (manuálně, automaticky).

Blokování se aktivuje pouze za určitých podmínek na silnici. V tomto režimu jsou nápravy navzájem pevně spojeny, což výrazně zvyšuje schopnost vozu překonávat obtížné oblasti.

Možnosti implementace středového diferenciálu:

• kotoučová spojka třecího typu – připomíná spojky v manuální převodovce;
• viskózní spojka – zastaralá, ale jednoduchá technologie řízení založená na blokování přenosu točivého momentu pomocí viskózní kapaliny;
• Torsen je odolná uzamykací jednotka, která vydrží velké zatížení.

Torsen má rozložení výkonu 80/20 (zatížená, tažná náprava). Je založen na šnekových převodech speciální konfigurace, které blokují přenos točivého momentu.

Ovládání písemek

Klasický způsob ovládání zahrnuje manuální (mechanické) přepínání režimů. K aktivaci funkcí rozdělovací převodovky použijte páku umístěnou vedle spínače převodovky. Tato metoda se používá u vozidel starší generace: SUV, speciální zařízení, nákladní automobily.

Mezi moderní metody řízení patří:

1. Manuální ovládání s automatickým přepínáním – sada režimů je umístěna uvnitř vozu, formou tlačítek. Řidič zvolí funkci a elektrické pohony uvedou do pohybu vnitřní mechanismy.
2. Auto. U tohoto typu řízení o všech rozhodnutích rozhoduje palubní počítač. Systém detekuje prokluzování jedné z náprav a rozděluje točivý moment podle daného programu. Řidič má však možnost deaktivovat automatický režim a převzít řízení.
3. Zcela autonomní. Celý řídicí obvod, příkazy a tabulka parametrů jsou zapsány ve firmwaru elektroniky. Automatizace sama řídí chování vozu na silnici a rozhoduje o reakci. Řidič nemá přístup k ovládacím prvkům.

Druhá možnost ovládání rozdělovací převodovky se aktivně používá v nových generacích crossoverů, kombi a některých sedanů. Vozy se sportovním charakterem naopak poskytují možnost zásahu řidiče a úplné vyřazení automatického řízení.