Авто        05 Січня 2019        294         0

Що таке мультиплікатор КП і як він працює

Якщо в легкових автомобілях проблема недостатньої кількості прямих передач не так гостра, то власники вантажівок дуже часто стикаються з ситуацією, коли, рухаючись під навантаженням, вони не можуть забезпечити оптимальну швидкість руху, не перевантажуючи двигун на високій передачі і не побоюючись руху на підвищених обертах, якщо вибрано більш низька передача.

e433cc8804488eb7c63cce72c0e1fb18 Що таке мультиплікатор КП і як він працює

У таких випадках було б дуже до речі наявність проміжних передач, у яких крутний момент брав би середнє значення між кожними сусідніми передачами.

І було б дивно, якби автовиробники не придумали такий механізм. Але він існує, причому в двох варіантах: демультиплікатора, який дозволяє збільшити крутний момент за допомогою зниження вдвічі кількості передач, і дільника, призначення дільника – збільшити кількість підвищують передач.

Що таке демультиплікатор, його місце розташування

Для початку спробуємо розібратися, що таке демультиплікатор коробки передач, в яких випадках він потрібен і де встановлюється.

Демультиплікатор, який іноді називають знижувальним редуктором, являє собою додатковий блок коробки, що дозволяє отримати подвоєне число передач. Його завдання – створювати проміжні режими руху з половинним проміжним збільшенням потужності, що при правильному і своєчасному використанні дозволяє продовжувати термін служби всієї трансмісії. Під своєчасністю використання слід розуміти рух під навантаженням, коли жодна з наявних передач не забезпечує оптимальний режим їзди.

Простіше кажучи, демультиплікатор знижує рівень навантаження на шестерні коробки, збільшуючи в два рази загальна кількість передач.

Розташовується цей додатковий вузол трансмісії позаду КПП, займаючи в принципі небагато місця і дозволяючи при цьому збільшити тягу транспортного засобу при включенні будь-якої прямої передачі.

Пояснимо це на конкретному прикладі. Скажімо, ваш автомобіль сильно завантажений, і ви їдете на ділянці з дуже пологим і тривалим підйомом. Четверта швидкість для вас неприйнятна, оскільки машина просто не тягне, а такий режим роботи для силового агрегату загрожує багатьма неприємностями. На третій швидкості начебто все нормально, тяги вистачає, але ви змушені рухатися з меншою швидкістю, ніж можна було б, оскільки збільшення оборотів призвело б до різкого зростання витрат пального. А от якщо б була ще одна передача між третій і четвертій, це дозволило б рухатися в оптимальному для силового агрегату і трансмісії режимі. Ось для чого потрібен демультиплікатор: він і пропонує таку можливість. Включення пристрою, як правило, здійснюється за допомогою кнопки, розташованої на важелі КПП. Зазначимо, що реалізувати можливість подвоєння швидкостей можна як збільшенням, так і зменшенням передавального числа. Пристрої першого типу як раз і називаються демультипликаторами, другого – дільниками. В принципі, завдання у них схожі, але механізм реалізації – різний.

Відмінності мультиплікаторів і дільників

Багато водіїв обидва пристрої називають дільником, що з технічної точки зору не зовсім правильно. Обидва доповнення до КП збільшують загальну кількість передач рівно вдвічі, але досягається це різними способами. Дільник являє собою двоступінчастий редуктор, установлюваний перед коробкою, при цьому перша ступінь дозволяє передавати зусилля, що створюється двигуном, безпосередньо, а друга – з підвищенням передавального числа. Тобто, активувавши дільник і включивши четверту передачу, ви будете рухатися з більшою швидкістю, ніж зазвичай, але меншою, ніж на п’ятій.

З демультипликатором все навпаки: він встановлюється ззаду КПП і його нижня щабель дозволяє знизити передаточне число кожної передачі. Тобто, включивши ту ж четверту швидкість, ви будете рухатися на проміжній між третьою і четвертою швидкості. Зрозуміло, в цьому випадку ваша машина стане трохи тяговитее, ніж на чисто четвертій передачі.

Існують транспортні засоби, для яких градація швидкостей має надзвичайно велике значення, і в таких випадках вони можуть оснащуватися демультипликатором і дільником одночасно. Загальна кількість передач при цьому виходить не послідовним подвоєнням (4х2х2), а роздільним з подальшим підсумовуванням (4х2 + 4х2), тобто не 16, а 12. Іншими словами, одночасно використовувати і дільник, і демультиплікатор не вийде: або одне, або інше. Якщо ж конструкція трансмісії передбачає одночасний режим роботи, то сукупна кількість передач дійсно стане рівним 16.

Пристрій демультиплікатора, принцип роботи

Отже, ми вже зрозуміли, що демультиплікатор – це пристрій, призначений для збільшення загального діапазону доступних швидкостей в транспортному засобі.

Дільник робить в принципі теж, але як би поверхом нижче, тобто не збільшує діапазон ступенів коробки, а ділить кожну ступінь навпіл. Ми розуміємо, що таке визначення носить умовний характер, але саме воно й дало назву додаткового редуктора другого типу.

Останнім часом базова коробка часто комплектується обома додатковими редукторами, що знижує і підвищує, встановлюючи дільник спереду, а демультиплікатор – позаду КПП.

d1c25ebaa60fd6ddef6a97cdf57a2f22 Що таке мультиплікатор КП і як він працює

Пристрій дільника досить просте – це двоступінчастий редуктор планетарного типу з невеликою кількістю зубчастих шестерень. Прийнято вважати, що ККД трансмісії при використанні дільника не страждає, оскільки число зубчастих з’єднань в даному випадку залишається незмінним. Як правило, дільник встановлюють перед основною коробкою. Недоліком такого конструкторського рішення є деяке зростання крутного моменту на вході КПП, що вимагає збільшення маси останньої. Проблема вирішується установкою дільника ззаду коробки, але це місце зарезервовано для демультиплікатора, який технічно неможливо змонтувати спереду, оскільки цього не дозволяє зробити збільшене передаточне число першої передачі.

Конструкція демультиплікатора практично не відрізняється від дільника, проте його включення не призводить до зростання навантаження на базову коробку. Діапазон ступенів в даному випадку обмежений показником 4.0 – при великих значеннях виникнуть певні труднощі з перемиканням передач.

Великий діапазон ступенів, характерний для демультиплікатора, може бути задіяний двояко: для збільшення загального доступного діапазону швидкостей у разі використання ступеневої трансмісії, і для зменшення діапазону доступних ступенів базової коробки. Але за таку універсальність доводиться розплачуватися зниженням показника уніфікація базової КПП, зокрема – її сполучення з редуктором, оскільки знижений діапазон доступних ступенів не дозволяє задіяти коробку без демультиплікатора. Але є і зворотна сторона медалі – це досягається на вторинному валу основний КПП зменшення крутного моменту, що дозволяє полегшити масу коробки і зробити її більш компактною, що для великотоннажних МС – вагомий фактор. До того ж розташування передавальних чисел на валу коробки можна ущільнити, що дозволяє встановити синхронізатори на весь діапазон передач і істотно спростити процес їх перемикання.

Правда, ККД трансмісії транспортного засобу при роботі на нижчій передачі в режимі включеного демультиплікатора незначно знижується (в межах 3-5%). Використання в конструкції демультиплікатора планетарного механізму дозволяє зменшити габарити додаткового редуктора, який і без цього відрізняється компактними розмірами.

Розглянемо, як працює демультиплікатор, на прикладі КПП автомобіля ЗІЛ.

Многовальная трансмісія характеризується наявністю восьми прямих передач, однієї так званої повзучою, і передачу для руху заднім ходом. Таке збільшення кількості швидкостей дозволяє маніпулювати обертовим моментом в досить великому діапазоні значень, вибираючи для кожного конкретного випадку найбільш оптимальний і економний режим.

У Зілі демультиплікатор розташований в окремому картері, який зістикований з основним картер КПП задній його частині. Пристрій виконано у вигляді двоступінчастого редуктора планетарного типу з прямою/понижувальної (з коефіцієнтом 3.3) передачами.

Конструктивно демультиплікатор включає:

  • вала з жорстко пов’язаними сателітами;
  • синхронізатор;
  • шестерну пару (коронну/сонячну);
  • блокувальний диск.

Основний вал демультиплікатора закріплюється на шарикопідшипниках. Він допомогою сателітів передає крутний момент на шестерні пару. Для полегшення включення знижених передач на редукторном валу встановлений синхронізатор, принцип дії якого і конструкція така ж, як у аналогів з КПП.

Привід механізму перемикання додаткового редуктора – пневматичний, сам механізм складається з виделки, важільного механізму і валу. Приводний механізм включає комплект пневмоклапанов, робочий циліндр і шланги.

Під блоком клапанів слід розуміти два клапана, які приводяться в дію за послідовною схемою. Подачу стисненого повітря забезпечує штатна пневмосистема ЗІЛ. При включенні будь-якої з основних передач (1-4, задній або повзучою) стиснене повітря направляється в пневмоциліндр, який і приводить в дію знижувальну передачу. При включенні 5-8 передачі використовується другий клапан приводу демультиплікатора, який включає пряму передачу.

Мастило КПП і коробки демультиплікатора – роздільна, але масло використовується однакове. При цьому система змащення деталей трансмісії має змішаний тип: рідина потрапляє на деталі під тиском, а також методом розбризкування (так званий масляний туман).

510d5a9ee3acaed20f90cdd38dd30475 Що таке мультиплікатор КП і як він працює

Принцип роботи дільника можна розглянути на прикладі вантажного автомобіля КамАЗ.

Конструкція дільника схожа з такою у демультиплікатора. При включенні будь-якої прямої передачі головний вал КПП зв’язується з ведучим валом дільника допомогою зубчастої муфти. Крутний момент, створюваний двигуном, при цьому подається на коробку без змін. Але якщо включити підвищену передачу, відбувається фіксація шестерні на валу ділителя (це функція синхронізатора), і в цьому випадку зусилля від редуктора передається на проміжний вал КПП вже з пониженням крутного моменту, що дозволяє збільшити швидкість транспортного засобу при русі з невеликими навантаженнями, тим самим знижуючи витрату палива.

Оскільки дільник розміщуватися в окремому корпусі, конструкцію коробки змінювати не потрібно.

Механізм перемикання передач понижуючого редуктора забезпечується пневматичним приводом, що включає:

  • перемикач, розташований на важелі КПП;
  • пневмоциліндр;
  • редукційний клапан;
  • кран;
  • система трубопроводів;
  • повітророзподільник.

При перемиканні підвищувального редуктора з положення Н о в і навпаки стиснене повітря надходить із редукційного клапана в порожнисте простір повітророзподільника (ці порожнини для нижчої/прямий передач роздільні), встановлюючи золотник у потрібне положення.

Якщо зчеплення вимкнено, наголос, розташований на штовхачі важеля педалі зчеплення, відкриває редукційний клапан, дозволяючи стислому повітрю заповнити повітророзподільник, а потім – в пневмоциліндр. Поршень останнього і приводить в дію механізм включення/вимикання передач дільника. Це означає, що дільник можна включати в будь-який момент, але його активація відбудеться тільки при вичавленому зчепленні. Цей так званий напівавтоматичний режим перемикання істотно полегшує застосування дільника.

Облаштування прямої передачі

І демультиплікатор, і його антагоніст дільник мають режим прямої передачі, коли крутний момент від силового агрегату передається на основний вал коробки безпосередньо, без зниження оборотів. ККД автомобіля в цьому випадку змінюється на мінімальну величину, оскільки крутний момент передається на колеса без проходження через проміжний вал додаткових редукторів.

Пристрій підвищувальної передачі

Підвищувальна передача, використовувана в редукторах типу «дільник», дозволяє вибирати щадні режими їзди і застосовуються в основному при тривалих поїздках на високих швидкостях (стосовно до вантажних ТЗ, зрозуміло). Крім економії пального, яка в таких випадках може бути значною, використання дільника дозволяє знизити рівень шуму при роботі зв’язки двигун – трансмісія, знижуючи навантаження і знос силового агрегату.

9d90e618477eb064653f21949839fcd7 Що таке мультиплікатор КП і як він працює

При включенні дільника карданний вал починає обертатися з більшою швидкістю, ніж коленвал двигуна. Дільник подвоює кількість передач на транспортному засобі, як прямих, так і заднього ходу. Але якщо в машині є інші редуктори (наприклад, понижуючі), їх одночасне використання буде неможливим.

Принцип роботи понижуючого редуктора

Цей режим реалізований за допомогою включення до складу трансмісії демультиплікатора, дозволяє знижувати частоту обертання коленвала на певну величину, незалежно від обраної прямої передачі. Іншими словами, якщо ви включите понижуючий редуктор, автомобіль на другій передачі буде пересуватися повільніше звичайного. Це може стати в нагоді при поїздках на малих швидкостях по пересіченій місцевості, а також при пересуванні автотранспортного засобу під навантаженням (наприклад, на тривалому підйомі з чималим градієнтом). Такий додатковий режим дозволяє знизити навантаження на мотор за рахунок зниження швидкості руху, не допускаючи перегріву силового агрегату. Дуже корисним буде використання демультиплікатора на слизьких трасах, оскільки цей режим буде перешкоджати пробуксовці коліс за рахунок зменшення крутного моменту.

На яких ТС застосовуються мультиплікатори і дільники

Великовагові вантажні автомобілі вітчизняного виробництва (Урал, КрАЗ, КамАЗ) комплектуються мультиплікаторами штатно. Таке рішення надає можливість при необхідності подвоїти кількість використовуваних передач, що дуже важливо при транспортуванні багатотонних вантажів і при їзді по пересіченій місцевості. В цьому випадку досягається оптимальне завантаження силового агрегату і трансмісії при плавному збільшенні тяги вантажівки.

По суті, додатковий редуктор дозволяє кожну передачу використовувати в подвійному режимі: номінальному і знижений/підвищений. Другий режим є проміжним між двома сусідніми передачами.

95ae4518e6f6864a1260b0d22e54ae52 Що таке мультиплікатор КП і як він працює

Демультипликаторы також нерідко встановлюються на автомобілі позашляхового класу (УАЗ, позашляховики Тойота, Субару). Оскільки ця категорія транспортних засобів зазвичай оснащується повним приводом, важливо мати можливість відключати і знижений режим, повний привід, якщо, наприклад, належить рух швидкісного ділянці автомагістралі по рівнинній місцевості.

Така реалізація оптимізує витрату палива і дозволяє рухатися при необхідності на крейсерській швидкості. Однак включення повного приводу без зупинки ТЗ неможливо (це правило має виключення, але тільки на деяких позашляховиках останніх поколінь).

Корисним є включення демультипликаторов і до складу трансмісії гусеничної техніки сільськогосподарського призначення. Додатковий понижуючий редуктор дозволяє збільшити в критичні моменти тягу сільгосптехніки, а також більш адекватно керувати транспортним засобом при подоланні різних перешкод природного і техногенного характеру. Конструктивно такі демультипликаторы відрізняються від аналогів, що встановлюються на колісний транспорт, але принцип функціонування залишається незмінним. Використання гусеничної техніки планетарного механізму повороту не впливає на роботу понижуючого редуктора: сповільнюватися може як окрема сторона приводних шестерень, так і одночасно обидві гусениці.




WordPress: 11.87MB | MySQL:65 | 0,298sec