Қозғалтқыш айналымдарын төмендету механизмі

Кіріспе

Қозғалтқыштың айналымдарын төмендетуге арналған беріліс

Овердрайв – автомобильдің тұрақты жылдамдықпен қозғалуы кезінде қозғалтқыштың айналымдарының (rpm) төмендеуі, нәтижесінде жанармайдың үнемді пайдаланылуы, шудың азаюы және тозудың төмендеуі. Бұл термин көп мағыналы. Оны ағылшын компаниясы Laycock Engineering (кейін GKN Laycock) Шеффилдтегі Little London Road мекенжайында өндірген. Де Норманвилльдің ойлап тапқан жүйесін Лейкок компаниясы, оның Лейкок өнімдерінің инженерімен кездейсоқ кездесуінен кейін қабылдап, өндіріске енгізді. Де Норманвилльдің овердрайвтері алдымен Standard Triumph компаниясының көліктерінде қолданылды, содан кейін Ford, BMC және British Leyland, Jaguar, Rootes Group және Volvo сияқты көптеген автомобильдерде пайда болды. Тағы бір британдық компания, бұрынғы авиақұрылысшы Fairey, Land Rover үшін толығымен механикалық агрегатты жасады, ол бүгінге дейін Америкада өндірілуде. Лейкок жүйесін алғашқы рет қолданған өндірістік көлік 1948 жылғы Standard Vanguard Saloon болды. Алғашқы құрылғы A типіндегі овердрайв болды, ол 1950-ші жылдарда және 1960-шы жылдардың соңына дейін көптеген спорттық автомобильдерге орнатылды. Jaguar, Aston Martin, Ferrari, Austin Healey, Jensen, Bristol, AC, Armstrong Siddeley және Triumph TR спорттық автомобильдерінің қатары (TR2-ден бастап 1972 жылғы TR6 үлгісінің соңына дейін) сияқты бірнеше танымал брендтер A типіндегі овердрайвтерді пайдаланды. 1959 жылы Laycock Engineering Company D типіндегі овердрайвті ұсынды, ол Volvo 120 және 1800, Sunbeam Alpines және Rapiers, Triumph Spitfires, сондай-ақ 1962–1967 жылғы MGB (3 синхронизациялы берілісі бар) сияқты автомобильдерге орнатылды. 1967 жылдан бастап LH типіндегі овердрайв енгізілді, ол 1968–1980 жылғы MGB, MGC, Ford Zephyr, ертедегі Reliant Scimitars, TVR және Gilberns сияқты модельдерде қолданылды. J типіндегі овердрайв 1960-шы жылдардың соңында пайда болды және Volvo, Triumph, Vauxhall/Opel, American Motors және Chrysler автомобильдеріне, сондай-ақ Ford Transit фургондарына бейімделді. P типіндегі овердрайв соңғы жаңартуларды белгіледі және Gear Vendors U.S. нұсқасында және Volvo нұсқасында өндірілді. Volvo нұсқасы J типінің өлшемдерін сақтап, жаңартылған 18 элементті бос дөңгелек және планеталық механизм арқылы күштірек байланысқа ие болды. Gear Vendors U.S. нұсқасы жоғары сыйымдылық пен ұзын артқы корпус үшін 1.375 сыртқы диаметрлі шығыс білікті пайдаланды. 40 жыл ішінде Laycock Engineering 3,5 миллионнан астам овердрайв агрегаттарын өндірді, олардың миллионнан астамы Volvo автомобильдеріне орнатылды. 2008 жылы АҚШ-тың El Cajon, California қаласындағы Gear Vendors, Inc. компаниясы GKN-нің барлық овердрайв активтерін сатып алып, АҚШ нұсқасын және J және P типтерінің барлық қосалқы бөлшектерін әлемдік деңгейде өндіруді жалғастырды. Жүйе стандартты беріліс қорабының артқы жағына орнатылған, беріліс қорабының шығыс білігіне әсер ететін май қысымымен жұмыс істейтін құрылғыдан тұрады. Май қысымы, соленоидтар және поршеньдер жүйесі арқылы овердрайв қолданылған кезде қозғалтқыштың айналымдарын 22% -ға төмендетті (.778). Мысалы, Triumph TR5 машинасына орнатылған овердрайв жүйесі 2-ші, 3-ші және жоғарғы берілісте жұмыс істейді. Овердрайв қосылғанда айналымдар 3000-нан 666 айналымға дейін төмендейді, ал 3500-нан 777 айналымға дейін 2723 айналымға дейін төмендейді. Бұл айналымдардың төмендеуі жанармайдың үнемді пайдаланылуына орасан зор әсер етіп, тас жолда жүргенде 22%-ға жуық азайтуға мүмкіндік берді.

Overdrive is the operation of an automobile cruising at sustained speed with reduced engine speed (rpm), leading to better fuel consumption, lower noise, and lower wear. The term is ambiguous. and manufactured by the English company Laycock Engineering (later GKN Laycock), at its Little London Road site in Sheffield. The system devised by de Normanville was adopted and manufactured by Laycock after his chance meeting with a Laycock Products Engineer. De Normanville overdrives were found in vehicles manufactured by Standard Triumph, who were first, followed by Ford, BMC and British Leyland, Jaguar, Rootes Group and Volvo to name only a few. Another British company, the former aircraft builder Fairey, built a successful all mechanical unit for the Land Rover, which is still in production in America today. The first production vehicle to feature the Laycock system was the 1948 Standard Vanguard Saloon. The first unit to be created was the A type overdrive, which was fitted to many sports cars during the 1950s, and into the late 1960s. Several famous marques used A type overdrives, including Jaguar, Aston Martin, Ferrari, Austin Healey, Jensen, Bristol, AC, Armstrong Siddeley and Triumph's TR sports car range, from the TR2 through to the end of the 1972 model year of the TR6. In 1959, the Laycock Engineering Company introduced the D type overdrive, which was fitted to a variety of motor cars including Volvo 120 and 1800s, Sunbeam Alpines and Rapiers, Triumph Spitfires, and also 1962–1967 MGBs (those with 3 synchro transmissions). From 1967 the LH type overdrive was introduced, and this featured in a variety of models, including 1968–1980 MGBs, the MGC, the Ford Zephyr, early Reliant Scimitars, TVRs, and Gilberns. The J type overdrive was introduced in the late 1960s, and was adapted to fit Volvo, Triumph, Vauxhall/Opel, American Motors and Chrysler motorcars, and Ford Transit vans. The P type overdrive marked the last updates and was manufactured in a Gear Vendors U. S. version and a Volvo version. The Volvo version kept the same package size as the J type but with the updated 18 element freewheel and stronger splines through the planet carrier. The Gear Vendors U. S. version uses a larger 1.375 outer diameter output shaft for higher capacity and a longer rear case. Over a period of 40 years, Laycock Engineering manufactured over three and a half million overdrive Units, and over one million of these were fitted to Volvo motorcars. In 2008 the U. S. company Gear Vendors, Inc. of El Cajon, California purchased all the overdrive assets of GKN to continue production of the U. S. version and all spares for J and P types worldwide. The system features an oil pressure operated device attached to the back of the standard gearbox operating on the gearbox output shaft. Through a system of oil pressure, solenoids and pistons, the overdrive would drop the revs on whatever gears it was used on by 22% (.778). For instance, the overdrive system applied to a Triumph TR5 operates on 2nd, 3rd and top gear. When engaged, the overdrive would drop the revs from 3000 by 666 RPM, or from 3500 the drop would be 777 RPM to 2723 net. The advantages this reduced rpm had on fuel consumption was most often quite near 22% decrease during highway driving.

Солтүстік Америкада

Автоматты берілістер кеңінен таралғанға дейін, әсіресе 1950 жылдары, көптеген артқы дөңгелекті американдық автомобильдері overdrive опциясымен қол жетімді болды. Уильям Б. Барнстың Индиана штатының Мунси қаласында жасаған және Warner Gear бөлімшесінде өндірілген маңызды жетістіктерінің арқасында, BorgWarner беріліс қорабын берді, ол беріліс пен қысқартылған жетек осінің арасына зауыттан орнатылды. Overdrive функциясы қосылған жағдайда, айналымды жылдамдықты арттыру педалін баспай, ақырын жіберу арқылы қосылып, ажыратылатын болды, бұл жартылай автоматты жүйеге ұқсас болды. Сондай-ақ, электрлік соленоид газ педалі астындағы қосқыш арқылы жүйені өшіріп, автоматты берілістегі жылдамдық төмендетумен тең болатын мүмкіндік берді. Кейбір тұрақ тежегіштерінде қолданылатын боуден кабеліне қосылған тұтқа да жүйені механикалық түрде тоқтату үшін қарастырылған. Негізгі 3 жылдамдықты берілісте 2-ші жылдамдықпен overdrive қолданғанда, қатынас 3-ші жылдамдыққа ұқсас болды, ал негізгі берілісте 3-ші жылдамдықпен қолданғанда, жалпы қатынас бөлшектік (яғни, "шынайы overdrive") болды. Бұл тозуды, жыртылуды, шуды және басқарудағы қиындықтарды азайту үшін маңызды болды. Мұндай қосымша overdrive қораптары 1930 жылдан 1970 жылға дейін автомобильдер мен жеңіл жүк көліктері үшін қол жетімді болды. Бүгінде, отынды үнемдеудің артықшылығынан туыстап, көптеген бензин және дизельдік автомобильдер мен жүк көліктері overdrive берілісімен жабдықталған. Overdrive автоматты және механикалық берілістерде қосымша беріліс ретінде (кейбір жағдайларда екі) қарастырылады.

Отынның үнемдеуі және трансмиссиялық жүйелердің тозуы

Ашық берілісті пайдаланғанда автомобильдің қозғалтқышының айналу жиілігі төмендейді, бұл тозуды азайтады және әдетте отынды үнемдейді. 1981 жылдан бері АҚШ-тың корпоративтік отын экономиясы (CAFE) заңнамасы бойынша, дерлік барлық отандық көліктер отынды үнемдеу үшін ашық беріліспен жабдықталған. Автомобильдің иесінің нұсқаулығына жүгініп, ашық берілісте жұмыс істеу үшін тиісті жылдамдықты анықтау қажет. Барлық қозғалтқыштардың ең жоғары тиімділікке ие диапазоны болады және егер ашық беріліс қолданылғанда, қозғалтқыш осы диапазоннан тыс жұмыс істесе, отын үнемдеуіне қол жеткізілмейді. Жалпы күш берілісінің азаюы үш негізгі факторға байланысты: беріліс қатынасы (ашық беріліс қоса алғанда), дифференциал қатынасы (оське орналасқан) және дөңгелек өлшемі. Айналу жиілігі мәселесі дифференциалдың жоғары қатынасы болғанда және оны өтеу үшін ашық беріліс қолданылғанда туындайды. Бұл жоғары жылдамдықтарда жағымсыз дірілдерге және центробектік күштер немесе тепе-теңдіктің бұзылуынан жетек біліктерінің зақымдануына әкелуі мүмкін. Жетек білігі әдетте қуыс металл түтік болып табылады, дірілді азайту үшін теңгерілуді қажет етеді және ішкі нығайту элементтері жоқ. Жетек білігі мен байланысты бөліктердің жоғары жылдамдықтары ашық беріліс пен жоғары дифференциал қатынасы (немесе тіпті өте кішкентай дөңгелектер) біріктірілген жағдайда жылу және тозу проблемаларын тудыруы мүмкін, сондай-ақ қажетсіз үйкеліс тудыруы мүмкін. Бұл өте маңызды, өйткені дифференциал тісті доңғалақтары ауыр майға батырылған және корпустың үстінен ауа ағынынан басқа, көбінесе қосымша салқындату қарастырылмайды. Сондықтан ашық берілісті пайдалануды шектеу және бірінші берілістің жоғары қатынасын қамтамасыз ету маңызды, бұл қозғалтқышты ең тиімді айналу жиілігінде ұстап тұру үшін бірінші және соңғы берілістер арасында көбірек берілістерді пайдалануды білдіреді. Осы себепті қазіргі заманғы автомобильдердің беріліс құрылымдарында көбірек берілістер кездеседі. Сондай-ақ, бірнеше ашық беріліс берілістері көлік құралында сирек кездеседі, тек ерекше жағдайларда ғана, мысалы, жүк көліктері немесе жоғары өнімділік автомобильдерінде, оларға жоғары (сандық) дифференциал қатынасы қажет болғанда. Дегенмен, қос ашық беріліс беріліс жүйелері басқа көліктерде де жиі кездеседі, көбінесе біліктердегі азайтқыш қатынастармен, бірақ әдетте тек белгілі бір жылдамдықтан асып түскенде ғана қосылады.

When using overdrive gearing, the car's engine speed drops, reducing wear and normally saving fuel. Since 1981 U. S. corporate average fuel economy (CAFE) legislation, virtually all domestic vehicles have included overdrive to save fuel. One should refer to the car's owner's manual for the proper speed to run at overdrive. All engines have a range of peak efficiency and it is possible for the use of overdrive to keep the engine out of this range for all or part of the time of its use if used at inappropriate speeds, thus cutting into any fuel savings from the lower engine speed. Overall drivetrain reduction comes down to three basic factors: transmission gearing (including overdrive), differential gearing (in the axle), and tire size. The rotation speed problem comes into effect when the differential gearing is a high ratio and an overdrive is used to compensate. This may create unpleasant vibrations at high speeds and possible destruction of the driveshaft due to the centripetal forces or uneven balance. The driveshaft is usually a hollow metal tube that requires balancing to reduce vibration and contains no internal bracing. The higher speeds on the driveshaft and related parts can cause heat and wear problems if an overdrive and high differential gearing (or even very small tires) are combined, and create unnecessary friction. This is especially important because the differential gears are bathed in heavy oil and seldom provided with any cooling besides air blowing over the housing. The impetus is to minimize overdrive use and provide a higher ratio first gear, which means more gears between the first and the last to keep the engine at its most efficient speed. This is part of the reason that modern automobiles tend to have larger numbers of gears in their transmissions. It is also why more than one overdrive gear is seldom seen in a vehicle except in special circumstances i. e. where high (numerical) differential gear is required to get the vehicle moving as in trucks or performance cars though double overdrive transmissions are common in other vehicles, often with a small number on the axle gear reduction, but usually only engage at speeds exceeding .