Демультипликатор (от de-, приставка, означающая отрицательное действие и умножение) — это механизм трансмиссии, предназначенный для увеличения крутящего момента.
Как правило, демультипликатор устанавливается на большегрузные автомобили, когда обычного количества передач в трансмиссии недостаточно. Например, водитель чувствует, что при требуемой скорости двигатель работает на 4-й передаче с перегрузкой, а на 3-й передаче обороты двигателя слишком высокие, двигатель перенапрягается; переключением демультипликатора (распределителя, вспомогательной передачи) на более низкую передачу достигается промежуточное соотношение в трансмиссии.
Например, на некоторых автомобилях КАМАЗ между сцеплением и коробкой передач установлен распределитель (дополнительная двухступенчатая коробка передач) с прямыми передачами и повышающей передачей. Когда автомобиль не загружен, движение происходит на повышающей передаче мультипликатора, а во время работы с большим грузом (например, буксировка прицепа или полуприцепа, особенно в неблагоприятных дорожных условиях) водитель выбирает прямую передачу мультипликатора. Это дает автомобилю в два раза больше передаточных чисел, чем пять. При включенной прямой передаче демультипликатора общее передаточное отношение снижается. Например, передаточное число для 5-й передачи с выключенным демультипликатором (5-я низшая) находится между передаточными числами 4-й и 5-й передач с демультипликатором (высшая).
Рычаг переключения передач на грузовиках с распределителем имеет переключатель («флажок»), который соединен с распределителем гибким кабелем. После переключения передачи на рычаге водитель нажимает на педаль сцепления, и пневматический цилиндр переключает передачу в делителе. Некоторые передачи имеют два делителя — один на входе (собственно делитель, также известный на жаргоне как «полуделитель») и один на выходе (демультипликатор). Делитель используется на всех передачах, включая задний ход, для незначительного изменения передаточного отношения, а демультипликатор переключает трансмиссию между низшей и высшей передачами, переключение осуществляется перемещением рычага коробки передач до упора влево-вправо или с помощью дополнительной кнопки на боковой стороне рычага коробки передач.
Это относится, например, к коробкам передач Scania GRS905 и ZF 16S151. Конструктивно коробки передач представляют собой 4-ступенчатые механические трансмиссии (четыре передачи вперед и одна назад), поддерживаемые распределителем и демультипликатором. [1] Ускорение и движение на низкой скорости достигается включением демультипликатора (в нижнем ряду), который снижает скорость выходного вала в 3,75 раза (для редуктора GRS905). Версия 16S151 может работать на 1-4 передачах вперед или назад (R), версия GRS905 — на 1-3 передачах назад, «гусеница» (очень медленно, C) или R. [2] После разгона до определенной скорости водитель переключается в более высокий диапазон (демультипликатор отключается либо кратковременным перемещением рычага из нейтрального положения вправо, либо поднятием бокового ключа), передаточное число уменьшается в 3,75 раза и передачи 1-4 становятся передачами 5-8 — 1-я передача основной коробки передач после отключения демультипликатора имеет эффект 5-й передачи, 2-я передача становится 6-й и так далее.
Главная передача в верхнем ряду переключается теми же ходами, что и в нижнем ряду. Переходите с пониженной на повышенную передачу, повернув рычаг из нейтрального положения влево или опустив боковую клавишу, но на скорости не более 20-50 км/ч, чтобы не повредить двигатель или трансмиссию резким увеличением передаточного числа. Передний распределитель, управляемый ключом, может использоваться на любой передаче, включая задний ход.
На внедорожниках коробка передач имеет две передачи — высшую (обычно прямую) и низшую (понижающую), а также нейтральную передачу. В автомобилях с отсоединенным передним ведущим мостом понижающая передача блокируется (она не может быть включена при отсоединенном переднем мосте).
В «Урал-377» (полноприводный «Урал-375» без ведущего переднего моста) коробки передач, естественно, не было, вместо нее стояла дополнительная коробка с прямыми и понижающими передачами.
Некоторые полноприводные (с передним приводом) легковые автомобили, такие как Toyota Sprinter Carib, автомобили Subaru с механической коробкой передач, имеют дополнительный редуктор первой передачи, который включается только при включении задней оси.
Читайте также: топливные шланги высокого давления для автомобилей
Демультипликатор в составе механизма поворота гусеничной машины [ править править код ]
Некоторые типы планетарных поворотных механизмов гусеничных машин, конструкция которых включает две двухскоростные дифференциальные передачи, позволяют реализовать функцию демультипликации путем одновременного группового (попарно) переключения обеих передач с одного режима работы на другой — с повышенного на пониженный. В этом случае, аналогично демультипликатору, который является частью коробки передач, выходной крутящий момент увеличивается, а скорость уменьшается. Этот вариант является просто следствием способности таких роторных механизмов обеспечивать два коэффициента для шунтирования и формально не является демультипликатором, хотя может использоваться аналогичным образом.
Вопреки распространенному мнению, что подавляющее большинство гусеничных машин имели в механизмах управления опцию демультипликатора, на самом деле это встречалось только в относительно старых машинах: британских танках Cavalier, Covenanter, Crusader; чешских LT vz.38. . танки; венгерский танк «Туран»; японский танк 三式中戦車 (Chi Nu); советские танки ИС-1, ИС-2, ИС-3, Т-44, Т-54, Т-55, Т-62; советские боевые машины БМП-1, БМП-2; советский гусеничный трактор АТ-С. Этот вариант также доступен для некоторых менее распространенных двухпоточных механизмов на современных машинах, таких как танк Panther, советские гусеничные машины AT-L и советские гусеничные машины MT-LB и MT-LBU.
Во-первых, допустим, что шестерни в каждой коробке передач предназначены для регулирования скорости передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам. Они делятся на прямые, а также увеличивающие крутящий момент и уменьшающие его. О последнем мы поговорим более подробно здесь.
Понижающая передача и ее назначение
Проще говоря, понижающая передача — это передача в коробке передач или вспомогательной коробке, которая распределяет крутящий момент между двумя ведущими осями. При включении этой передачи скорость автомобиля снижается, а крутящий момент и мощность увеличиваются. Эта передача часто используется для преодоления таких препятствий, как лед, брод, крутые спуски или подъемы, песок, грязь, каменистые дороги и тяжелое бездорожье.
Он активируется кнопкой или рычагом с маркировкой L и LO, сокращенно «low». Принцип работы редуктора заключается в том, что при его включении скорость автомобиля снижается, но он становится более мощным и способным преодолевать препятствия. Величина падения скорости зависит от передаточного числа. При включении понижающей передачи автомобиль движется с высокой скоростью.
Например, рассмотрим ситуацию, когда на третьей передаче не хватает мощности на длинном подъеме в гору, а при включении второй передачи обороты слишком высоки. В этом случае понижение передачи помогает справиться с ситуацией: автомобиль движется на низкой скорости, но при этом на высоких оборотах. Благодаря увеличенному крутящему моменту на колесах преодолевать препятствия на дороге гораздо легче. Скорость вращения осей увеличивается в зависимости от передаточного числа вторичного вала. Это позволяет автомобилю легче преодолевать более сложный рельеф, водные преграды, уклоны и другие препятствия.
Демультипликатор
Трансмиссия является либо компонентом трансмиссии, либо отдельным узлом. Автоматическая коробка передач может не иметь коробки передач, но она включается в трансмиссию через компоненты в коробке передач. Для увеличения тягового усилия на колесах используется вспомогательная коробка передач с понижающим редуктором (демультипликатором). Демультипликатор — это передаточный механизм, предназначенный для увеличения крутящего момента. Обычно он устанавливается в тех автомобилях, которые рассчитаны на плохие дорожные условия. В этом случае обычного количества передач в коробке передач недостаточно, поможет получение промежуточного передаточного отношения в коробке передач.
Рассмотрим следующую ситуацию: на четвертой передаче при определенной скорости двигатель при определенных условиях перебирает обороты, на более низкой передаче, третьей, двигатель «перебирает». В этом случае поможет дополнительная передача.
Каким образом включить пониженную передачу?
Остановите автомобиль, а затем переведите рычаг основной коробки передач в нейтральное положение, а рычаг вспомогательной коробки передач — в положение понижения. Затем выжмите сцепление. Не все трансмиссии имеют отдельную коробку передач. В этом случае на обычной коробке передач есть специальный рычаг, который используется для включения этой передачи. Если в нормальном режиме включена понижающая передача, существует высокий риск перегрузки как двигателя, так и коробки передач. Это может привести к выходу из строя обоих устройств.
Читайте также: Очистка выхлопных газов
Применение понижающей передачи и блокировки дифференциала
Итак, как мы уже поняли, понижающая коробка передач — это дополнительная трансмиссия, которая уменьшает число оборотов колеса при постоянной скорости вращения двигателя. Обычно он устанавливается в коробке передач. Его наличие делает внедорожник дороже, тяжелее и сложнее. Однако он не всегда устанавливается на автомобилях эконом-класса, вместо этого подключение ВОМ к редуктору заднего моста находится в коробке передач, в редукторе. В последнее время рамных внедорожников становится все меньше, а кроссоверы приближаются к городским автомобилям. Эти автомобили также часто теряют возможность переключения на пониженную передачу. Сейчас существует тенденция отдавать предпочтение комфорту езды, а не внедорожным качествам. Большинство производителей переходят к монококовым кузовам, а рамная конструкция уходит в прошлое. Настоящие внедорожники — это те, у которых есть пониженные передачи и блокировка дифференциала, поэтому им не страшны никакие препятствия.
Блокировка дифференциала необходима для проходимости по пересеченной местности. Сам дифференциал делится на межосевой и межколесный. В прошлом автомобили не имели этой технологии, поэтому ее отсутствие негативно сказывалось на поведении структурных компонентов. Межосевой дифференциал позволяет колесам вращаться с разной скоростью; это необходимо, например, при прохождении поворотов. Но его наличие может привести к тому, что во время заноса мощность двигателя будет поступать только на заблокированное колесо, остальные будут неподвижны. Если дифференциал блокируется, мощность двигателя будет равномерно распределена между колесами, что позволит автомобилю преодолеть препятствие.
Принцип работы межосевого дифференциала аналогичен: он позволяет переднему и заднему мостам двигаться с разными скоростями и по разным траекториям. Однако в некоторых ситуациях это может значительно усложнить управление: если передние колеса забуксуют, задние будут работать вхолостую. Блокировка межосевого дифференциала может эффективно решить эту проблему. Внедорожники, известные своей отличной проходимостью, обычно оснащаются тремя блокировками дифференциалов: заднего, переднего и центрального.
Внедорожники с понижающей передачей и блокировкой дифференциала
Сегодня все еще существуют настоящие покорители бездорожья, оснащенные всем необходимым, чтобы чувствовать себя максимально комфортно на любой поверхности. К таким автомобилям относятся, например, Chevrolet Trailblazer, Hummer H3, Land Rover Dicovery.
«Trailblazer имеет большой кузов, рамную конструкцию и просто огромный список технических преимуществ. Он имеет яркий и брутальный вид. В 2015 году модель получила несколько довольно значительных обновлений как во внешнем дизайне, так и в технической «начинке». Подвеска мягкая, но этот факт также вносит определенное неудобство в управляемость внедорожника: при прохождении резких поворотов возникает небольшой крен. Автомобиль наслаждается качеством езды, которое он может обеспечить благодаря полному набору необходимых систем.
Теперь перейдем к американской модели настоящего покорителя бездорожья — Hummer. В основе производства этого автомобиля концерн использовал больше военных технологий. Поэтому неудивительно, что ей удалось создать по-настоящему брутальный внедорожник. Его серийное производство было прекращено в 2010 году, а в прошлом году было объявлено, что Hummer H3 можно купить только по специальному заказу. Автомобиль имеет огромный дорожный просвет, большие двигатели, большие колеса, обутые во внедорожную резину, и, что немаловажно, оснащен одной из лучших систем понижения передачи и блокировки дифференциала, заимствованных у военной промышленности.
«Discovery остается одним из немногих британских внедорожников, сохранивших свою рамную конструкцию. Он отличается не только великолепным внешним видом, но и повышенным комфортом и проходимостью. Линейка двигателей, хотя и не отличается богатым выбором, выглядит впечатляюще. Блокировка доступна в нескольких режимах, и автомобиль также может похвастаться хорошим полным приводом. Надежность и качество этого автомобиля действительно впечатляют.
Эти внедорожники могут успешно эксплуатироваться в городских условиях, но все же их настоящее предназначение как больших и тяжелых машин — это бездорожье. Однако следует отметить, что такие автомобили нельзя назвать экономичными и они оснащены длинным списком функций, которые не пригодятся джипу на дорогах с твердым покрытием.
Виды понижающих передач
В качестве редукторов используются червячные передачи, реже цилиндрические и планетарные. Червячная передача является одной из шестерен поперечной оси. В основе механизма лежит принцип спиральной пары. Его основными особенностями являются низкий уровень шума благодаря специальным сеткам, относительно низкий КПД, малые размеры и высокий коэффициент редукции. По сравнению с косозубыми, червячные передачи обеспечивают лучшую плавность работы. Этот тип редуктора имеет гораздо больший потенциал для увеличения крутящего момента и уменьшения скорости, чем другие типы редукторов. Конические шестерни используются в механизмах с параллельными валами. Этот тип требует большей точности из-за особенностей конструкции.
Зубчатые передачи надежны и долговечны при приемлемых уровнях нагрузки, к недостаткам можно отнести то, что на высоких скоростях такой механизм имеет высокий уровень шума и не способен гибко реагировать на изменение нагрузки. Планетарные редукторы также являются разновидностью зубчатых передач. Они имеют шестерни с подвижными осями. Они легки, просты в установке, относительно бесшумны по сравнению с обычными редукторами и могут достигать высоких коэффициентов редукции. Недостатками являются большое количество деталей, повышенные требования к точности сборки и изготовления.
Редуктор — это механизм передачи движения, в котором усилие от одного элемента к другому передается с помощью зубьев.
Приводная передача — это колесо, которое вращается под действием внешней силы, например, руки или двигателя. Главное колесо передает внешнее усилие на ведомое колесо, которое также начинает вращаться.
- Преобразование вращательного движения в поступательное и наоборот.
- Передача вращательного движения между валами, которые могут иметь параллельные, пересекающиеся или перекрещивающиеся оси;
Для увеличения скорости используется повышающая передача (отбор мощности). Это уменьшает силу, действующую на ведомое колесо.Для снижения скорости используется понижающая передача (понижающий редуктор). Это увеличивает входное/выходное усилие на ведомом колесе.
Чтобы получить отношение двух шестерен в зацеплении, разделите число зубьев на ведомой шестерне на число зубьев на ведущей шестерне.
Если шестерня имеет 24 зуба и приводится в движение шестерней с 48 зубьями, передаточное число будет 1:2. Это означает, что ведомое колесо будет вращаться в два раза быстрее, чем ведущее.
Конические шестерни используются там, где необходимо передать крутящий момент под углом. Такие конические шестерни с круговыми зубьями используются, например, в автомобилях и служат для передачи крутящего момента от двигателя к колесам.
Количество передач
Паразитная передача — это передача, вводимая в качестве промежуточной между ведущим колесом и ведомой шестерней в тех случаях, когда они не могут войти в зацепление или когда направление вращения вала передачи должно быть обратным.
В Древнем Египте зубчатые колеса использовались в ирригационных системах. Изначально шестерни изготавливались из дерева со вставками из твердых пород — они использовались до начала 20-го века, особенно на водяных мельницах. С древнейших времен использовались шестерни из медных сплавов, а позднее из чугуна и стали.
