Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Секционная 3-ступенчатая механическая коробка передач для легкового автомобиля c. 1935 г.

Промежуточный вал представляет собой промежуточный вал в коробке передач , которая несет шестерни , но не переносит основной привод коробки передач либо в или из коробки передач. [1] [2] Промежуточные валы наиболее известны благодаря их использованию в автомобильных коробках передач, где они были неотъемлемой частью конструкции заднего привода. С переходом на передний привод промежуточные валы стали реже.

Ведущий вал несет входную мощность в коробку передач. Ведомый вал является выходным валом от коробки передач. В автомобильных коробках передач с промежуточными валами эти два вала выходят из противоположных концов коробки передач, что удобно для автомобилей с задним приводом, но может быть недостатком для других компоновок. [3]

Для коробок передач в целом блоки шестерен [i], установленные на промежуточном валу, могут либо свободно вращаться на неподвижном валу, либо могут быть частью вала, который затем вращается в подшипниках. На общем валу может быть несколько отдельных кластеров, и они могут свободно вращаться относительно друг друга. [ii]

Истоки [ править ]

Термин промежуточный вал происходит от машинного оборудования водяных мельниц . Промежуточный вал является зубчатым несущим валом , который связывает wallower (маленькие прямозубые передачи приводятся в движении увеличенной скорости от водяного колеса ) к любым вертикальным валам , которые несут жернова . Термин промежуточный вал также использовался мастерами-монтажниками как на ветряных, так и на водяных мельницах для обозначения вала, который приводил в действие вспомогательное оборудование, такое как подъемники для мешков, а не основное фрезерное оборудование.

Термин промежуточный вал также применялся к токарным станкам с обратным зацеплением . Это были токарные станки с тихоходным механизмом помимо обычного ременного привода. При этом использовались две шестерни на промежуточном валу за передней бабкой , что давало двойной редуктор.

Автомобильные механические трансмиссии [ править ]

В типичной механической коробке передач для автомобиля с задним приводом ведущий вал ( входной ) находится на одной линии с ведомым валом ( выходной ), но не соединен с ним постоянно. Редуктор на ведущем валу приводит в движение промежуточный вал. В автомобильных трансмиссиях также используется термин промежуточный вал. [4] Несколько шестерен промежуточного вала затем могут быть подключены по одной к ведомому валу. Выбор каждой из этих передач по очереди дает различные передаточные числа коробки передач. [5] Все эти передаточные числа редукторы, частота вращения двигателя выше , чем скорость ввода в главную передачу иззадний мост .

Ранние коробки передач использовали скользящие шестерни для включения и выключения привода. Они были трудными в эксплуатации, а также изнашивались на основных рабочих поверхностях шестерен. Первым усовершенствованием было использование отдельных собачьих муфт вместо включения передач, в результате чего сами шестерни оставались в « постоянном зацеплении ». Позже и более постепенным развитием было введение синхронизаторов . Это цельнометаллическая фрикционная муфта в дополнение к положительной кулачковой муфте, которая постепенно включает передачи и согласовывает их скорость, прежде чем сработает кулачковая муфта. [6]

Высшая передача коробки передач достигается без этих шестерен, но путем соединения ведомого вала непосредственно с ведущим валом через другую кулачковую муфту. Это дает высшую передачу с «прямым приводом», которая имеет преимущества как с точки зрения эффективности, так и бесшумности на крейсерской скорости. Типичная коробка передач имела 2% потерь в каждой передаче, поэтому 4% для промежуточных диапазонов через их две передачи, но приближаются к 0% для верхней передачи с прямым приводом. [3] Поскольку прямая высшая передача не передает крутящий момент через шестерни, она также работает тише.

Теоретически также можно использовать повышающую высшую передачу, другую непрямую передачу, но с передаточным числом увеличения, а не передаточным числом других передач. Передаточное число прямого привода становится второй или третьей передачей. Такое расположение использовалось на некоторых ранних автомобилях, но было необычным. [3] Если повышающая передача предусмотрена для автомобиля с задним приводом, это почти всегда достигается путем добавления отдельной повышающей передачи к выходному ведомому валу коробки передач, обычно вне кожуха коробки передач. [7]

Из-за компоновки коробки передач промежуточный вал обычно монтируется в корпусе коробки передач низко под другими валами. Рычаг переключения передач входит через верхнюю часть корпуса и поэтому он более удобен для скользящих компонентов лапы собаки должны быть установлены на ведомом вале, а не промежуточный вала. Блок шестерен промежуточного вала, таким образом, часто представляет собой простой цельный компонент, обычно чугунные шестерни, вращающиеся в подшипниках на неподвижном стальном валу. Подшипники могут быть плоскими втулками из фосфористой бронзы или игольчатыми роликами для высоких нагрузок . [4]

Если должно быть предусмотрено большое количество передаточных чисел, шесть или более, то для этого потребуется треть или более блоков шестерен на промежуточном валу. [iii] Чтобы сохранить пропорции коробки передач в целом как более компактную, а не становиться длинными и тонкими, в этих коробках передач можно использовать сдвоенные промежуточные валы. Это требует дополнительной ведомой шестерни для каждого промежуточного вала, но в остальном механизм очень похож. Использование нескольких промежуточных валов также превратилось в коробку передач с несколькими сцеплениями , используемую для некоторых автобусов, где каждое передаточное число имеет свой промежуточный вал, а для выбора между ними используются отдельные дисковые или гидравлические муфты, а не кулачковые. [8]

Там, где требуется отбор мощности , обычно для промышленных транспортных средств для привода лебедок , гидравлических насосов и т. Д., Он часто приводится в движение с одного конца промежуточного вала, поскольку это более доступный вал, чем главные валы, уже используемые трансмиссией. .

Редукторы "непрямого действия" [ править ]

Ранняя, до 1911 года, непрямая коробка передач

В некоторых коробках передач промежуточный вал не используется, а используются непрямые передачи. [3]

Полностью непрямой привод использовался в некоторых очень ранних автомобилях, до того как были признаны преимущества верхней передачи с прямым приводом. В них нет собачьих лапок; в то время переключение передач все еще осуществлялось путем включения и выхода шестерен из зацепления. После начала использования кулачковой муфты сразу же стало очевидным дополнительное преимущество высшей передачи с прямым приводом.

Полностью непрямая механическая коробка передач FWD, главная передача от второго вала

С появлением в 1960-х годах переднеприводной коробки передач широкое распространение получила непрямая коробка передач. Они использовались как для поперечной компоновки двигателя , где смещение двух валов более удобно, чем рядное расположение коробки передач с промежуточным валом, [9], так и для конструкций с продольной трансмиссией , таких как VW Beetle или многие Renaults , [iv ], где требовалось, чтобы ведомый и ведущий валы находились на одном конце коробки передач.

Хотя потеря верхнего передаточного числа прямого привода теряет возможность потери 0% при крейсерском движении, это компенсируется снижением потерь в других передаточных числах с 4% до 2%. [v] [3] Уровень шума также снижается за счет современной металлургии и зубофрезерования , которые обеспечивают более тихие и эффективные профили зубчатых колес .

Поскольку КПД коробки передач остается неизменным для всех передаточных чисел полностью непрямой передачи, теперь удобно использовать повышающую высшую передачу, даже если это уже не прямой привод или передаточное число 1: 1. Одним из первых автомобилей массового потребления, предлагающих такую ​​функцию, были VW Polo и Formel E с намеренно обозначенным «-E», что означает «экономичный» коэффициент перегрузки.

См. Также [ править ]

  • Промежуточный вал

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Пары или более шестерен, соединенных вместе.
  2. ^ Обратите внимание, что это не тот случай, когда требуется один путь передачи на нескольких скоростях, например, для автомобильных коробок передач. В автомобильных коробках передач используется промежуточный вал, все шестерни которого соединены вместе.
  3. ^ Поскольку высшая передача имеет прямой привод, даже для пяти передач требуются только две группы.
  4. ^ Включая Renault 4 , 5 , 12 , 16 , 15/17 , 25 и 30
  5. ^ Через одну зубчатую пару вместо двух.

Цитаты [ править ]

  1. ^ Сетрайт, LJK (1976). «Коробка передач». В Яне Уорде (ред.). Анатомия автомобиля . Орбис. п. 88. ISBN 0-85613-230-6.
  2. ^ Autocar (с. 1935). Справочник Autocar (Тринадцатое изд.). Лондон: Iliffe & Sons.
  3. ^ a b c d e Сетрайт, Анатомия автомобиля , стр. 92
  4. ^ a b V.AW, Hillier (1991). «38: Коробка передач с подвижным зацеплением». Основы автомобильной техники (4-е изд.). Стэнли Торнс. п. 231. ISBN. 0-7487-05317.
  5. ^ Сетрайт, Анатомия автомобиля , стр. 88–89
  6. ^ Сетрайт, Анатомия автомобиля , стр. 89–90
  7. ^ Сетрайт, LJK (1976). «Овердрайв». В Яне Уорде (ред.). Анатомия автомобиля . Орбис. С. 93–95. ISBN 0-85613-230-6.
  8. ↑ Брайан Джарвис (8 марта 1986 г.). «Больше не ящик Пандоры». Коммерческий мотор . 163 (4161): 46–47.
  9. ^ Хиллер (1991) , стр. 243