Раздаточная коробка автомобилей КамАЗ

На автомобилях КамАЗ применяется раздаточная коробка с соосными ведомыми валами, с дифференциальным приводом, двухступенчатая, четырехвальная, с неподвижными осями валов, с дистанционным пневматическим приводом управления. Передаточные числа: первой (низшей) передачи – 1,692; второй (высшей) передачи – 0,917. Межосевой дифференциал раздаточный коробки планетарный, цилиндрический, несимметричный, распределяет поток мощности в пропорции: на задние мосты – 66,7 %, на передний мост – 33,3 %

Раздаточная коробка установлена за коробкой передач на раме автомобиля.

Раздаточная коробка (рисунок 9.10) состоит из картера 39 с крышкой 43; первичного вала 3 с шестернями и подшипниками 7, 10; промежуточного вала 24 с шестернями, муфтой включения и подшипниками 22, 52; межосевого дифференциала 28 (МОД) с ведомыми шестернями, муфтой второй передачи и подшипниками 27, 47; вала 49 привода переднего моста с картером 48; вала 37 привода задних мостов; механизма переключения передач; механизма блокировки межосевого дифференциала и привода управления раздаточной коробкой. Все шестерни коробки косозубые.

1, 21 – прокладки регулировочные; 2 – гайка; 3 – вал первичный в сборе; 4, 20, 30 – фланец;

5, 23, 34, 53 – крышки подшипников; 6, 17 – болты; 7, 10, 22, 27, 47, 52 – подшипники конические; 8 – ведущая шестерня; 9, 14, 16 – прокладка уплотнительная; 11 – проушины; 12 – шестерня отбора мощности; 13 – крышка; 15 – муфта включения КОМ; 18 – шайба; 19 – коробка отбора мощности привода лебедки; 24 – вал промежуточный в сборе; 25, 38 – шестерни низшей передачи; 26 – муфта включения низшей передачи; 28 – дифференциал в сборе;

29 – манжета; 31 – шайба опорная подшипника вала привода заднего моста; 32 – шайба маслоотгонная; 33 – грязеотражатель; 35 – подшипник; 36 – стакан заднего подшипника; 37 – вал привода заднего моста; 39 – картер; 40 – солнечная шестерня; 41 – водило дифференциала;

42 – сателлит; 43 – крышка картера; 44 – пробка сливная; 45 – шестерня высшей передачи;

46 – муфта включения высшей передачи; 48 – картер привода переднего моста в сборе;

49 – вал привода переднего моста; 50 – механизм блокировки с муфтой; 51 – датчик включения блокировки дифференциала; 54 – шестерня привода промежуточного вала

Рисунок 9.10 - Раздаточная коробка автомобиля КамАЗ

На переднем торце крышки картера прикреплены механизмы включения низшей и высшей передач. С левой стороны картера выполнено заливное (оно же контрольное) отверстие, закрытое пробкой.

В нижней части крышки картера сливное отверстие закрыто пробкой 44, в которую вмонтирован магнит, улавливающий металлические частицы, которые могут находиться в масле. На верхний люк может быть установлена коробка отбора мощности. Привод отбора – от специальной шестерни, приваренной к шестерне 8 первичного вала. Максимально допустимый отбор от верхнего люка – 44 кВт (60 л. с.). Отбор мощности возможен как на стоянке, так и при движении автомобиля.

На шлицах первичного вала 3 установлена шестерня 8, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 54 привода промежуточного вала. На цилиндрический поясок шестерни приварена шестерня 12 отбора мощности. Задняя шлицованная часть вала 3 предназначена для привода коробки отбора мощности.

Шестерня 54 привода промежуточного вала напрессована на левую цилиндрическую шейку промежуточного вала 24 и находится в постоянном зацеплении с шестернями 8 первичного вала и 45, установленной на водиле 41 межосевого дифференциала. Шестерня 54 имеет наружный цилиндрический зубчатый венец, предназначенный для передачи крутящего момента на шестерню 25 первой передачи промежуточного вала 24, установленную на валу на двух подшипниках и находящуюся в постоянном зацеплении с ведомой шестерней первой передачи, напрессованной на водило 41 межосевого дифференциала. На шлицованной части шестерни 25 размещается муфта 26 включения первой (понижающей) передачи. В исходном состоянии и при отсутствии воздуха в пневмосистеме зубчатая муфта 26 на промежуточном валу 24 под действием пружины механизма включения находится в крайнем левом положении, при этом шестерни 54 и 25 соединены между собой через муфту 26 и включена первая (понижающая) передача в раздаточной коробке. Для предотвращения самовыключения передачи шлицованная часть шестерни 25 состоит из двух зубчатых венцов, при этом внутренний венец имеет большую толщину зубьев, чем наружный венец, и венец шестерни 54 привода промежуточного вала.

Для смазки подшипников шестерни 25 первой передачи в правой части промежуточного вала 24 предусмотрены осевой и радиальные каналы, к которым через канал в крышке 23 заднего подшипника подается масло от лотка в картере 39.

Шестерня 45 второй передачи установлена на водиле 41 межосевого дифференциала и находится в постоянном зацеплении с шестерней 54 привода промежуточного вала. Передача крутящего момента на водило 41 дифференциала осуществляется через шлицевую втулку, на которой размещается муфта 46 включения второй (повышающей) передачи. В исходном состоянии и при отсутствии воздуха в пневмосистеме зубчатая муфта 46 на шлицевой втулке под действием пружины механизма включения находится в крайнем левом положении, при этом повышающая (вторая) передача выключена. Для предотвращения самовыключения передачи шлицованная часть втулки состоит из двух зубчатых венцов.

Для исключения циркуляции мощности в раздаточных коробках автомобилей КамАЗ применяют межосевой дифференциал 28, предназначенный для распределения крутящего момента между передними и задними мостами автомобиля и обеспечения возможности колесам мостов вращаться с различной угловой скоростью.

Межосевой дифференциал 28 установлен в картере на двух роликовых конических подшипниках 47 и 27.

Межосевой дифференциал состоит из водила 41 с сателлитами 42, солнечной шестерни 40 и эпициклической (коронной) шестерни.

Ведущим элементом межосевого дифференциала является водило 41, состоящее из передней и задней обойм, в отверстиях которых установлены четыре сателлита 42. Сателлиты 42 находятся в зацеплении с солнечной 40 и эпициклической шестернями. Солнечная 40 шестерня цилиндрическая, прямозубая, установлена на шлицах вала 49 привода переднего моста между передней и задней обоймами водила. Эпициклическая шестерня цилиндрическая, прямозубая, с внутренним зацеплением. Во внутренний цилиндрический пояс шестерни запрессован фланец вала 37 привода задних мостов.

При прямолинейном движении скорости вращения солнечной и эпициклической шестерен межосевого дифференциала равны. С такой же скоростью вращается и водило дифференциала. При этом сателлиты не совершают относительного движения и дифференциал работает как одно целое. Крутящий момент, подводимый к водилу дифференциала от ведомых шестерен второй или первой передачи, передается на сателлиты, а от сателлитов на солнечную шестерню и одновременно на эпициклическую шестерню. От солнечной шестерни крутящий момент передается на вал привода переднего моста, а от эпициклической – на вал привода задних мостов. Так как диаметр солнечной шестерни межосевого дифференциала в два раза меньше диаметра эпициклической шестерни, то к переднему мосту подводится одна треть от крутящего момента двигателя, а к задним мостам – две трети.

При движении на повороте или по неровностям дороги скорости вращения солнечной и эпициклической шестерен неодинаковы. Например, при наезде колесами переднего моста на неровность они проходят больший путь, чем колеса задних мостов. При этом соединенная с ними через трансмиссию солнечная шестерня межосевого дифференциала стремится вращаться быстрее водила дифференциала, а эпициклическая – медленнее. В результате этого возникает относительное вращение сателлитов, которые, проворачиваясь относительно водила в направлении вращения солнечной шестерни, будут увеличивать ее скорость, а так как по отношению к эпициклической шестерне направление относительного вращения сателлитов будет направлено навстречу ее вращения, то скорость эпициклической шестерни будет уменьшаться. Скорость водила при этом останется неизменной. Крутящий момент между мостами будет распределяться так же, как и при одинаковых скоростях колес мостов.

Постоянное распределение крутящих моментов между передним и задними мостами обеспечивает автомобилю хорошую топливную экономичность при движении по дорогам с твердым покрытием и относительно малым сопротивлением. Однако, если один из мостов, например передний, при трогании автомобиля находится на скользком участке дороги, то крутящий момент, подводимый к нему, ограничивается величиной момента, реализуемого на колесах моста по сцеплению. При этом к задним мостам будет подводиться крутящий момент в два раза больший, чем к переднему, даже если они и будут находиться на поверхности с высоким коэффициентом сцепления. Если суммарного момента, подводимого ко всем мостам автомобиля, будет недостаточно для его движения, то автомобиль не тронется с места, колеса переднего моста будут буксовать, а задние будут неподвижными.

Поэтому при движении по скользким или размокшим грунтовым дорогам для предотвращения буксования колес автомобиля межосевой дифференциал блокируют, жестко соединяя вал привода переднего моста, а следовательно, и солнечную шестерню дифференциала с водилом. При этом отсутствует возможность относительного вращения сателлитов и дифференциал работает как одно целое, а к мостам автомобиля может быть подведен крутящий момент, пропорциональный сцепным возможностям, т. е. в случае, описанном выше, к колесам задних мостов будет подводиться момент больший, чем к переднему мосту, и достаточный для обеспечения возможности движения автомобиля.

Для блокировки дифференциала в картере вала привода переднего моста размещен механизм блокировки 50, состоящий из корпуса, штока, возвратной пружины, диафрагмы, крышки корпуса, вилки, муфты блокировки и датчика 51 с контрольной лампой включения блокировки дифференциала, а на средней части вала 49 привода переднего моста нарезаны два зубчатых венца, на которых установлена муфта блокировки межосевого дифференциала. Для предотвращения самовыключения заблокированного дифференциала наружный венец вала 49 имеет толщину зубьев на 0,4 мм больше толщины зубьев внутреннего венца и венца передней обоймы водила 41 дифференциала. В исходном состоянии под действием усилия пружины муфта блокировки находится в крайнем левом положении. Блокировка выключена.

На среднюю цилиндрическую шейку вала 49 до упора в торец среднего шлицевого венца вала напрессована ведущая шестерня привода спидометра.

Механизм переключения передач состоит из двух механизмов включения передач, двух механизмов принудительного включения передач, двух муфт включения передач, микровключателя с контрольной лампой включения низшей передачи и замкового устройства, состоящего из корпуса 22 (рисунок 9.11), штифта 23 и двух шариков 24.

Механизм включения передач состоит из корпуса 12, штока 18, стержня 16, нажимной пружины 13 с упорными шайбами 14, возвратной пружины 8 со стаканом 7, диафрагмы 6, крышки корпуса 32, вилки 26.

1 – винт; 2 – шплинт; 3 – втулка резьбовая; 4 – штуцер; 5 – кольцо уплотнительное; 6 – диафрагма; 7 – стакан; 8 – пружина; 9, 10 – шайбы регулировочные; 11 – датчик включения;

12 – корпус механизма включения; 13 – пружина; 14 – шайба; 15 – гайка самоконтрящаяся; 16 – стержень; 17 – винт; 18 – шток; 19, 20 – прокладки; 21 – пробка; 22 – корпус блокировки; 23 – штифт; 24 – шарик; 25 – пробка; 26 – вилка; 27 – пломба; 28 – шайба; 29, 30 – болт; 31 – прокладка; 32 – крышка механизма включения; 33 – штифт

Рисунок 9.11 - Установка механизмов низшей и высшей передач

В механизме переключения передач предусмотрено устройство для принудительного перемещения штоков механическим способом – посредством механизма принудительного включения, установленного в крышке 32 механизма включения и состоящего из винта 1, шплинта 2, резьбовой втулки 3 с выфрезерованным пазом, в который входит штифт 33, предотвращающий вращение втулки 3.

В исходном состоянии винты 1 обоих механизмов должны быть повернуты вправо, по часовой стрелке, до отказа.

При вращении винта 1 против часовой стрелки влево резьбовая втулка 3 перемещается вправо и сжимает пружину 8, перемещает шток 18 с вилкой 26 вправо, выключая первую передачу (верхний механизм) и включая вторую передачу (нижний механизм). Винты 1 необходимо крутить до отказа, чтобы было гарантированное включение или нейтрали, или высшей передачи.

Привод управления раздаточной коробкой включает кран управления переключением передач, кран управления блокировкой межосевого дифференциала, трубопроводы и шланги.

Работа раздаточной коробки

Для включения нейтральной передачи в раздаточной коробке водитель перемещает рукоятку крана управления в вертикальное положение.

Сжатый воздух от крана управления по трубопроводу подводится в механизм включения низшей передачи. В результате муфта включения понижающей передачи разъединена с зубчатым венцом шестерни привода промежуточного вала. Пневмокамера механизма включения высшей передачи при этом через кран управления соединена с атмосферой. Под действием возвратной пружины муфта включения повышающей передачи разъединена с зубчатым венцом ведомой шестерни повышающей передачи.

В результате вхолостую вращаются первичный вал с шестерней первичного вала, шестерня привода промежуточного вала и ведомая шестерня повышающей передачи. Возможен отбор мощности от шестерни отбора мощности на первичном валу и при необходимости от коробки отбора мощности.

Для включения первой передачи в раздаточной коробке водитель перемещает рукоятку крана управления против часовой стрелки (налево) в горизонтальное положение. Сжатый воздух выпускается из механизмов включения передач в атмосферу. Муфта включения понижающей передачи под воздействием возвратной пружины соединена с зубчатым венцом шестерни привода промежуточного вала. А муфта включения повышающей передачи под действием возвратной пружины разъединена с зубчатым венцом ведомой шестерни повышающей передачи.

Крутящий момент от первичного вала раздаточной коробки через шестерню первичного вала передается на шестерню привода промежуточного вала и далее через зубчатый венец на муфту и с муфты на шестерню понижающей передачи промежуточного вала. С шестерни понижающей передачи промежуточного вала крутящий момент передается через муфту на ведомую шестерню понижающей передачи и на водило межосевого дифференциала.

Для включения второй передачи в раздаточной коробке водитель перемещает рукоятку крана управления по часовой стрелке (направо) в горизонтальное положение. При этом сжатый воздух подводится в оба механизма включения передач. В результате муфта включения повышающей передачи соединена с зубчатым венцом ведомой шестерни повышающей передачи, а муфта включения понижающей передачи разъединена с зубчатым венцом шестерни привода промежуточного вала.

Крутящий момент от первичного вала раздаточной коробки через шестерню первичного вала передается на шестерню привода промежуточного вала и далее на ведомую шестерню повышающей передачи. С ведомой шестерни повышающей передачи крутящий момент передается через зубчатый венец на муфту и с муфты на шлицевую втулку передней обоймы водила и далее на водило межосевого дифференциала.