Мультипликатор: преимущества перед безынерционной катушкой

Читайте материал Мультипликаторы или ручные усилители крутящего момента - это универсальные устройства предназначение которых разборка и сборка резьбовых соединений. Принципиальной особенностью таких приспособлений...

Владельцы грузовых автомобилей нередко сталкиваются с ситуацией, когда при передвижении под нагрузкой становится невозможным обеспечить оптимальную скорость движения без перегрузки мотора. С легковыми транспортными средствами подобная проблема встает не так остро. В таких случаях уместным считается наличие промежуточных передач, крутящий момент которых способен принимать среднее значение между каждыми соседними передачами. Понятное дело, что конструкторы не могли не обратить на эту проблему свое внимание и по сему создали особый механизм, причем сразу в двух вариантах. Первый демультипликатор помогает увеличить крутящий момент за счет снижения вдвое числа передач. И второй — делитель, который повышает количество повышающих передач.

Что такое демультипликатор, его месторасположение

Для начала попробуем разобраться, что такое демультипликатор коробки передач, в каких случаях он нужен и где устанавливается.

Демультипликатор, который иногда называют понижающим редуктором, представляет собой дополнительный блок коробки, позволяющий получить удвоенное число передач. Его задача – создавать промежуточные режимы движения с половинным промежуточным увеличением мощности, что при правильном и своевременном использовании позволяет продлевать срок службы всей трансмиссии. Под своевременностью использования следует понимать движение под нагрузкой, когда ни одна из имеющихся передач не обеспечивает оптимальный режим езды.

Проще говоря, демультипликатор снижает уровень нагрузки на шестерни коробки, увеличивая в два раза общее количество передач.

Располагается этот дополнительный узел трансмиссии позади КПП, занимая в принципе немного места и позволяя при этом увеличить тягу транспортного средства при включении любой прямой передачи.

Читайте также:  Лодка ПВХ – хранение и ремонт различных по сложности повреждений

Поясним это на конкретном примере. Скажем, ваш автомобиль сильно загружен, и вы едете на участке с очень пологим и длительным подъёмом. Четвёртая скорость для вас неприемлема, поскольку машина просто не тянет, а такой режим работы для силового агрегата чреват многими неприятностями. На третьей скорости вроде бы всё нормально, тяги хватает, но вы вынуждены двигаться с меньшей скоростью, чем можно было бы, поскольку увеличение оборотов привело бы к резкому росту расхода горючего. А вот если бы была ещё одна передача между третье и четвёртой, это позволило бы двигаться в оптимальном для силового агрегата и трансмиссии режиме. Вот для чего нужен демультипликатор: он и предлагает такую возможность. Включение устройства, как правило, осуществляется с помощью кнопки, расположенной на рычаге КПП. Отметим, что реализовать возможность удвоения скоростей можно как увеличением, так и уменьшением передаточного числа. Устройства первого типа как раз и называются демультипликаторами, второго – делителями. В принципе, задачи у них схожие, но механизм реализации – разный.

Шпуля

Шпуля может быть металлической или пластмассовой. У пластмассы одно преимущество – легкость. С металлическими шпулями дальность заброса выше, тем более, если передний бортик шпули покрыт нитритом титана (износостойкое покрытие золотого цвета). Главным параметром является размер шпули. На каждой катушке указана цифра (например, 2000, 3000, 3500) – это размер шпули, а соответственно и самой катушки (по этому параметру зачастую судят именно о размере катушки, о ее мощности, ведь чем больше шпуля, тем больше катушка, а чем больше катушка, тем она мощнее и условия её применения жестче). Универсальной может считаться катушка со шпулей размером 2500 (по классификации «Шимано»), но стоит иметь ввиду, что производители по-разному классифицируют свою продукцию. Размер катушки принято определять по классификации:

«500» –миниатюрная катушка для ультралайт спиннинга.

«1000-1500» – небольшая катушка для ультра- или лайтового спиннинга.

«2000» – средних размеров.

«3000-4000» — крупная тяговая катушка.

«более 4000» — достаточно редкие катушки, по-настоящему крупные.

Стоит обратить внимание на длину шпули. Лучше взять катушку с более длинной шпулей, чем с более глубокой. Это объясняется тем, что при забросе на короткой (глубокой) шпуле будет резко увеличиваться расстояние от края бортика шпули до намотки, что увеличивает трение лески (шнура) о бортик, а, соответственно, и уменьшается дальность заброса.

Отличия мультипликаторов и делителей

Многие водители оба устройства называют делителем, что с технической точки зрения не совсем правильно. Оба дополнения к КП увеличивают общее количество передач ровно вдвое, но достигается это разными способами. Делитель представляет собой двухступенчатый редуктор, устанавливаемый перед коробкой, при этом первая ступень позволяет передавать усилие, создаваемое двигателем, напрямую, а вторая – с повышением передаточного числа. То есть, активировав делитель и включив четвёртую передачу, вы будете двигаться с большей скоростью, чем обычно, но меньшей, чем на пятой.

С демультипликатором всё наоборот: он устанавливается сзади КПП и его нижняя ступень позволяет понизить передаточное число каждой передачи. То есть, включив ту же четвёртую скорость, вы будете двигаться на промежуточной между третьей и четвёртой скорости. Разумеется, в этом случае ваша машина станет немного тяговитее, чем на чисто четвёртой передаче.

Существуют транспортные средства, для которых градация скоростей имеет чрезвычайно большое значение, и в таких случаях они могут оснащаться демультипликатором и делителем одновременно. Общее количество передач при этом получается не последовательным удвоением (4х2х2), а раздельным с последующим суммированием (4х2 + 4х2), то есть не 16, а 12. Другими словами, одновременно использовать и делитель, и демультипликатор не получится: либо одно, либо другое. Если же конструкция трансмиссии предусматривает одновременный режим работы, то совокупное количество передач действительно станет равным 16.

Устройство демультипликатора, принцип работы

Итак, мы уже поняли, что демультипликатор – это устройство, предназначенное для увеличения общего диапазона доступных скоростей в транспортном средстве.

Делитель делает в принципе тоже, но как бы этажом пониже, то есть не увеличивает диапазон ступеней коробки, а делит каждую ступень пополам. Мы понимаем, что такое определение носит условный характер, но именно оно и дало название дополнительному редуктору второго типа.

В последнее время базовая коробка часто комплектуется обоими дополнительными редукторами, понижающим и повышающим, устанавливая делитель спереди, а демультипликатор – позади КПП.

Читайте также:  Особенности оснащения рыболовной сети — правильная посадка и выбор сетематериалов

Устройство делителя достаточно простое – это двухступенчатый редуктор планетарного типа с небольшим количеством зубчатых шестерёнок. Принято считать, что КПД трансмиссии при использовании делителя не страдает, поскольку число зубчатых соединений в данном случае остаётся прежним. Как правило, делитель устанавливают перед основной коробкой. Недостатком такого конструкторского решения является некоторый рост крутящего момента на входе КПП, что требует увеличения массы последней. Проблема решается установкой делителя сзади коробки, но это место зарезервировано для демультипликатора, который технически невозможно смонтировать спереди, поскольку этого не позволяет сделать увеличенное передаточное число первой передачи.

Конструкция демультипликатора практически не отличается от делителя, однако его включение не приводит к росту нагрузки на базовую коробку. Диапазон степеней в данном случае ограничен показателем 4.0 – при больших значениях возникнут определённые трудности с переключением передач.

Большой диапазон ступеней, характерный для демультипликатора, может быть задействован двояко: для увеличения общего доступного диапазона скоростей в случае использования многоступенчатой трансмиссии, и для уменьшения диапазона доступных степеней базовой коробки. Но за такую универсальность приходится расплачиваться снижением показателя унификация базовой КПП, в частности – её сопряжения с редуктором, поскольку сниженный диапазон доступных степеней не позволяет задействовать коробку без демультипликатора. Но есть и обратная сторона медали – это достигаемое на вторичном валу основной КПП уменьшение крутящего момента, позволяющее облегчить массу коробки и сделать её более компактной, что для крупнотоннажных ТС – весомый фактор. К тому же расположение передаточных чисел на валу коробки можно уплотнить, что позволяет установить синхронизаторы на весь диапазон передач и существенно упростить процесс их переключения.

Правда, КПД трансмиссии транспортного средства при работе на низшей передаче в режиме включённого демультипликатора незначительно снижается (в пределах 3-5%). Использование в конструкции демультипликатора планетарного механизма позволяет уменьшить габариты дополнительного редуктора, который и без этого отличается компактными размерами.

Рассмотрим, как работает демультипликатор, на примере КПП автомобиля ЗИЛ.

Многовальная трансмиссия характеризуется наличием восьми прямых передач, одной так называемой ползущей, и передачу для передвижения задним ходом. Такое увеличение количества скоростей позволяет манипулировать крутящим моментом в достаточно обширном диапазоне значений, выбирая для каждого конкретного случая наиболее оптимальный и экономичный режим.

В ЗИЛе демультипликатор располагается в отдельном картере, который состыкован с основным картером КПП в задней его части. Устройство выполнено в виде двухступенчатого редуктора планетарного типа с прямой/понижающей (с коэффициентом 3.3) передачами.

Конструктивно демультипликатор включает:

  • вала с жёстко связанными сателлитами;
  • синхронизатор;
  • шестерёнчатую пару (коронную/солнечную);
  • блокировочный диск.

Основной вал демультипликатора закрепляется на шарикоподшипниках. Он посредством сателлитов передает крутящий момент на шестерёнчатую пару. Для облегчения включения пониженных передач на редукторном валу установлен синхронизатор, принцип действия которого и конструкция такая же, как у аналогов из КПП.

Привод механизма переключения дополнительного редуктора – пневматический, сам механизм состоит из вилки, рычажного механизма и вала. Приводной механизм включает комплект пневмоклапанов, рабочий цилиндр и шланги.

Под блоком клапанов следует понимать два клапана, которые приводятся в действие по последовательной схеме. Подачу сжатого воздуха обеспечивает штатная пневмосистема ЗИЛ. При включении любой из основных передач (1-4, задней или ползущей) сжатый воздух направляется в пневмоцилиндр, который и приводит в действие понижающую передачу. При включении 5-8 передачи используется второй клапан привода демультипликатора, который включает прямую передачу.

Смазка КПП и коробки демультипликатора – раздельная, но масло используется одинаковое. При этом система смазки деталей трансмиссии имеет смешанный тип: жидкость попадает на детали под давлением, а также методом разбрызгивания (так называемый масляный туман).

Принцип работы делителя можно рассмотреть на примере грузового автомобиля КамАЗ.

Читайте также:  Технологии используемые при производстве катушек Shimano

Конструкция делителя схожа с таковой у демультипликатора. При включении любой прямой передачи главный вал КПП связывается с ведущим валом делителя посредством зубчатой муфты. Крутящий момент, генерируемый двигателем, при этом подаётся на коробку без изменений. Но если включить повышающую передачу, происходит фиксация шестерни на валу делителя (это функция синхронизатора), и в этом случае усилие от редуктора передаётся на промежуточный вал КПП уже с понижением крутящего момента, что позволяет увеличить скорость транспортного средства при движении с небольшими нагрузками, тем самым снижая расход топлива.

Поскольку делитель размещаться в отдельном корпусе, конструкцию коробки изменять не нужно.

Механизм переключения передач понижающего редуктора снабжается пневматическим приводом, включающим:

  • переключатель, располагающийся на рычаге КПП;
  • пневмоцилиндр;
  • редукционный клапан;
  • кран;
  • система трубопроводов;
  • воздухораспределитель.

При переключении повышающего редуктора из положения Н в В и наоборот сжатый воздух поступает из редукционного клапана в полостное пространство воздухораспределителя (эти полости для низшей/прямой передач раздельные), устанавливая золотник в нужное положение.

Если сцепление выключено, упор, расположенный на толкателе рычага педали сцепления, открывает редукционный клапан, позволяя сжатому воздуху заполнить воздухораспределитель, а затем – в пневмоцилиндр. Поршень последнего и приводит в действие механизм включения/выключение передач делителя. Это означает, что делитель можно включать в любой момент, но его активация произойдёт только при выжатом сцеплении. Этот так называемый полуавтоматический режим переключения существенно облегчает применение делителя.

Тормозная система мультипликаторных катушек

Практически все современные мультипликаторы имеют два тормоза: первый отвечает за умеренное сматывание лески с барабана в начале заброса и предотвращает запутывание ее в бороды, второй позволяет гасить вращение шпули в момент касания приманкой воды. Стартовый тормоз может быть магнитным или центробежным.

Магнитный тормоз. В таком тормозе излишне быстрое вращение шпульки предотвращается небольшими магнитиками, которые установлены в катушке. Регулировка сдерживания разматывания производится самостоятельно и определяется весом используемой приманки.

Центробежный тормоз. Этим тормозом снабжены катушки другого вида. Принцип его действия заключается в препятствии быстрому верчению катушки выскакивающих грузиков. Двигаться их заставляет центробежная сила, всегда возникающая при вращении. Торможение осуществляется за счёт силы трения грузов о специальную втулку.

Механическим тормозом, которым пользуется рыбак в момент касания воды приманкой, снабжены исключительно все катушки. Эффект этого тормоза заметен при дальних забросах. Катушка чувствует ослабление лесы и гасит вращение барабана.

Рекомендуется приобретать катушки, у которых не меньше 6 тормозящих элементов. Это позволит максимально эффективно отрегулировать противодействующий момент.

Устройство повышающей передачи

Повышающая передача, используемая в редукторах типа «делитель», позволяет выбирать щадящие режимы езды и применяются в основном при длительных поездках на высоких скоростях (применительно к грузовым ТС, разумеется). Кроме экономии горючего, которая в таких случаях может быть значительной, использование делителя позволяет снизить уровень шума при работе связки двигатель – трансмиссия, снижая нагрузку и износ силового агрегата.

При включении делителя карданный вал начинает вращаться с большей скоростью, чем коленвал двигателя. Делитель удваивает количество передач на транспортном средстве, как прямых, так и заднего хода. Но если в машине имеются другие редукторы (например, понижающие), их одновременное использование будет невозможным.

Принцип работы понижающего редуктора

Этот режим, реализуемый посредством включения в состав трансмиссии демультипликатора, позволяет снижать частоту вращения коленвала на определённую величину, независимо от выбранной прямой передачи. Другими словами, если вы включите понижающий редуктор, автомобиль на второй передаче будет передвигаться медленнее обычного. Это может пригодится при поездках на малых скоростях по пересечённой местности, а также при передвижении автотранспортного средства под нагрузкой (например, на длительном подъёме с немалым градиентом). Такой дополнительный режим позволяет снизить нагрузку на мотор за счёт снижения скорости движения, не допуская перегрева силового агрегата. Очень полезным будет использование демультипликатора на скользких трассах, поскольку этот режим будет препятствовать пробуксовке колёс за счет уменьшения крутящего момента.

Запасная шпуля

Вещь необходимая, если у вас 1-2 катушки. Позволяет использовать лесу разной толщины, для ловли в разных условиях и на случай если у вас оборвется леса. Лучше всего иметь 3-4 шпули с лесой разного диаметра. Например, для ловли поплавочной удочкой необходимы шпули с лесами 0,1, 0,12, 0,14 и 0,16. В противном случае при попадании в нестандартную ситуацию (неожиданный подход крупной рыбы, смена водоема из-за погодных условий и т.п.) вы не получите удовольствия от рыбалки.

Другие «мелочи»

При намотке на шпулю леска должна ложиться ровно, без бугров и провалов, неровная намотка может значительно уменьшить дальность заброса. Хорошо, если катушка оснащена системой «бесконечного винта» или другая система намотки, которая обеспечивает ровную намотку лески под углом и предотвращает провал верхних витков под нижние . Такая намотка препятствует провалу верхних витков пониже. Наличие бесконечного винта в катушке замечательно. Но можно жить и без него т.к. он требуется только любителям рывковой проводки. Есть и другие кинематические схемы, которые могут обеспечивать хорошую укладку лески. Например, кривошипно-шатунная система с S-образным пазом неплохо укладывает леску. Или использование эллиптических и квадратных шестерней, которые обеспечивают переменную скорость движения шпули, избегая ее простаивания в мертвых точках.

На каких ТС применяются мультипликаторы и делители

Тяжеловесные грузовые автомобили отечественного производства (Урал, КрАЗ, КамАЗ) комплектуются мультипликаторами штатно. Такое решение предоставляет возможность при необходимости удвоить количество используемых передач, что очень важно при транспортировке многотонных грузов и при езде по пересечённой местности. В этом случае достигается оптимальная загрузка силового агрегата и трансмиссии при более плавном увеличении тяги грузовика.

В сущности, дополнительный редуктор позволяет каждую передачу использовать в двойном режиме: номинальном и пониженном/повышенном. Второй режим является промежуточным между двумя соседними передачами.

Демультипликаторы также нередко устанавливаются на автомобили внедорожного класса (УАЗ, внедорожники Тойота, Субару). Поскольку эта категория транспортных средств обычно оснащается полным приводом, важно иметь возможность отключать и пониженный режим, и полный привод, если, например, предстоит движение по скоростному участку автомагистрали по равнинной местности.

Такая реализация оптимизирует расход топлива и позволяет двигаться при необходимости на крейсерской скорости. Однако включение полного привода без остановки ТС невозможно (это правило имеет исключения, но только на некоторых внедорожниках последних поколений).

Полезным является включение демультипликаторов и в состав трансмиссии гусеничной техники сельскохозяйственного назначения. Дополнительный понижающий редуктор позволяет увеличить в критические моменты тягу сельхозтехники, а также более адекватно управлять транспортным средством при преодолении различных препятствий естественного и техногенного характера. Конструктивно такие демультипликаторы отличаются от аналогов, устанавливаемых на колёсный транспорт, но принцип функционирования остаётся неизменным. Использование в гусеничной технике планетарного механизма поворота не влияет на работу понижающего редуктора: замедляться может как отдельная сторона приводных шестерен, так и одновременно обе гусеницы.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: