Кіріспе
Қолмен берілістің түрі
Алдын ала таңдамалы беріліс – 1930 жылдары жолаушылар автомобильдері мен жарыс машиналарын, 1940–1960 жылдардағы автобустарды және 1930–1970 жылдардағы бронетранспорт құралдарын пайдалануға арналған қолмен берілістің бір түрі. Алдын ала таңдамалы берілістің ерекшелігі – беріліс ауыстыру тұтқасы жүргізушіге келесі берілісті алдын ала таңдауға мүмкіндік береді, әдетте беріліс жүргізуші «ауысу педалін» қалаған уақытта басқанша қазіргі берілісте қалады. Бұл конструкция жүргізушіге синхробелгісі жоқ қолмен берілісте тегіс ауысу үшін тұтқалы педаль мен ауыстыру тұтқасын пайдалану уақытын меңгеру қажеттілігін жояды. Көптеген алдын ала таңдамалы берілістерде жүргізуші басқаратын кездік педаль мүлдем болмайды. Кейбіреулері оны тек тұрған жерден жүру үшін ғана қолданады. Алдын ала таңдамалы берілістер автоматтік беріліс кеңінен қолданысқа енгенге дейін жиі кездесетін, сондықтан олар «соқтығыс беріліс қорабы» типіндегі қолмен беріліспен салыстырылатын. Алдын ала таңдамалы беріліс қораптары көбінесе «өздігінен ауысатын» беріліс қораптары ретінде сатылатын, бірақ бұл дұрыс емес сипаттама, себебі жүргізуші берілісті таңдауы керек (және көбінесе ауысуды қолмен орындауы керек). Автоматтік беріліс – жүргізушінің қатысуынсыз берілістерді өзгерте алатын нағыз «өздігінен ауысатын беріліс қорабы». Алдын ала таңдамалы беріліс қораптарының бірнеше түбегейлі түрлі механикалық конструкциялары бар. Ең танымал конструкция – Уилсон дизайны. Кейбір беріліс қораптары, мысалы Cotal, басқару элементі жылжығанда бірден берілістерді ауыстырады, бөлек ауысу педалі қажет болмайды.
Артықшылықтары
Қазіргі заманғы (синхронизацияланбаған) қолмен басқарылатын берілістермен салыстырғанда, алдын ала таңдау беріліс қораптарын жүргізушілерге тегіс басқару оңайырақ болды, себебі оларға екі рет деңгелектеу сияқты техникалар қажет болмады. Алдын ала таңдау беріліс қораптары жылдамрақ ауысу уақытына ие болды, жоғары қуаттылықты қабылдай алатын, салмағы аз және жүктеме астында ауыса алатын болды. Көптеген алдын ала таңдау беріліс қораптарының конструкциялық артықшылығы – үйкеліс компоненттері тұтқалар емес, тежегіштер болып табылады. Бұл тозуға бейім бөлшектерге айналмайтын тежегіш ленталарын қолдануға мүмкіндік береді, бұл әдеттегі тұтқа сияқты айналатын компонентке қарағанда қарапайым конструкцияны қамтамасыз етеді. Тозушы компоненттерді механизмнің сыртына орнатуға болады (оның ішінде жасырылғаннан гөрі), бұл техникалық қызмет көрсетуді және реттеуді жеңілдетеді.
Уилсон
Ең көп таралған алдын ала таңдағыш беріліс қорабы Уилсон болды, ол эпициклдік конструкцияны қолданды. Уилсон беріліс қорабының алдында 1901–1904 жылдары Ұлыбританияда құрастырылған Wilson Pilcher автомобильдерінде қолданылған қолмен басқарылатын эпициклдік беріліс қорабы болды. Компания директорларының бірі Уолтер Гордон Уилсон эпициклдік беріліс қорабының артықшылықтарын жақтады, ол кішкентай күшпен басқарыла отырып, үлкен айналу моментін беруге мүмкіндік берді. Уолтер Уилсон Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде және одан кейін броньды танкты ойлап тапқан маңызды адам болды және 1918 жылғы британдық Mark V танкысында эпициклдік рульдік беріліс қорабын пайдалануға жауапты болды. Ұлыбританиядағы Lanchester Motor Company 1900 жылдан бастап қолмен басқарылатын эпициклдік беріліс қораптарымен автомобильдер шығарды және эпициклдік беріліс қорабымен жабдықталған тәжірибелік танк (Lanchester беріліс қорабы машинасы немесе Экспериментальді машина K) құрды. Уолтер Уилсон автомобильдер үшін эпициклдік беріліс қораптарымен тәжірибелер жүргізуді жалғастырды және 1928 жылы оның "Уилсон беріліс қорабы" ойлап табылды. Уолтер және Armstrong Siddeley Motors компаниясының серіктестері Уилсон беріліс қорабын жобалау және құрастыру үшін Self Changing Gears Ltd. компаниясын (бастапқыда Improved Gears Ltd. деп аталған) құрды. 1929 жылғы Armstrong Siddeley Thirty Уилсон беріліс қорабын қолданған алғашқы автомобильдердің бірі болды. Беріліс қорабы Cord, ERA, Daimler және Maybach сияқты басқа өндірушілермен де лицензия бойынша шығарылды. Жүргізуші рульге орнатылған рычагты пайдаланып келесі берілісті алдын ала таңдап, содан кейін "беріліс ауыстыру педалін" (көбінесе әдеттегі ілеспе педальдің орнында орналасқан) басып, қажетті уақытта беріліс ауыстыруды іске қосады. Уилсон беріліс қорабы әртүрлі ілеспелермен шығарылды. Ең танымал - Daimler сияқты туристік автомобильдерде қолданылатын сұйық инерциялық дөңгелек (Armstrong Siddeley центробегті ілеспе қолданды). Спорттық автомобильдер Ньютон центробегті ілеспесін қолданды. Бұл сол кездегі жарысқа арналған қолмен басқарылатын ілеспелерге ұқсас көп пластиналы құрғақ ілеспе, бірақ қысым пластинкасы 600 айналымда іске қосылатын центробегті күшпен жұмыс істеді. ERA сияқты жарысқа арналған автомобильдер ілеспеден толығымен бас тартты және бастау кезінде ең төменгі берілісте беріліс қорабының тоқтау тежегішін кезең-кезеңмен іске қосуға сенді. Орталықтан сығулы ілеспемен немесе сұйық байланыспен жабдықталған кезде, тұрақтан бастау үшін бірінші берілісті таңдау жеткілікті, содан кейін газ педалін басқаннан кейін ілеспе автоматты түрде қосылады. Басқа автомобильдерде беріліс ауыстыру педалі тұрақтан бастау кезінде ілеспе сияқты жұмыс істеді. Уилсон беріліс қорабы бірнеше эпициклдік берілістерге негізделген, олар Уилсонның өнертабысы болған ерекше тәсілмен байланыстырылған. Келесі берілістер алдыңғы берілістермен қамтамасыз етілген "кемітуді" құрастыру немесе "кемітуді азайту" арқылы жұмыс істеді. Әрбір аралық беріліске жеке эпицикл қажет болды, ал тік беріліске конус тәрізді ілеспе және кері беріліске тағы бір эпицикл қажет болды. Көптеген автомобильдерде (әсіресе американдықтарда) әдетте үш жылдамдықты беріліс қорабы болған кезде төрт беріліс берілді. Бұл Уилсон беріліс қорабының спорттық немесе жарыстық нарығына байланысты болды, сондықтан қатынастар бір-біріне жақын орналаса алады. Эпициклдердің осы орналасуы соғыстан кейінгі автоматты берілістің алғыкөші болуы мүмкін болса да, автоматты берілістің айналу моментін түрлендіргішін қолдануы және АҚШ V8 қозғалтқыштарының кең қуат диапазоны мен артық қуаты кең арақашықтықты, демек, азырақ қатынастарды қабылдауға мүмкіндік берді. ХХ ғасырдың бірінші жартысындағы "соқтығысқан" беріліс қораптарынан айырмашылығы, алдын ала таңдағыш қораптағы беріліс дөңгелектері эпициклдік орналасуда тұрақты түрде байланыстырылған. Уилсон қорабымен беріліс ауыстыру әр эпициклдің жылтырлығын тұрақты күйде ұстайтын тежегіш ленталарын басқаруға негізделген. Таңдалатын тежегіш лентасы айналатын камерамен, беріліс ауыстырғышпен қозғалды. Әрбір беріліс үшін тек бір ғана лента тартылды. Бұл кішкентай қолмен басқарылатын рычаг тежегіш лентасын қосуға және бұғаттау үшін жеткілікті күш бере алмады, сондықтан аяқ педалі қажет болды. Тежегіш ленталарының нақты қозғалысы "тоқтататын" механизммен бақыланды, бұл Уилсон конструкциясының ерекшелігі. Педаль басылып, босатылған кезде саусақ тәрізді рычагтардың сериясы немесе "шина" сериясы жеңіл байланыстар немесе "жұмыс жасайтын тіректер" сериясына қарсы күшті серіппемен итерілді. Әр байланыстың орны беріліс таңдау тісті доңғалағымен бақыланды. Егер камера (әрбір беріліс үшін) байланысты орнында ұстаса, оны жолдан шығаруға рұқсат етпесе, шина саусағы жұмыс жасайтын тіреу арқылы тежегіш ленталарын басқаратын тоқтауларға итеріледі. Бұл тоқтаулар серіппе күшімен тежегіш лентасын орнында ұстау үшін қажетті қосымша күшті қамтамасыз етті, педаль келесі рет басылғанша. Уилсон конструкциясының тағы бір ерекшелігі - ленталардың әрқайсысындағы өздігінен реттелетін гайкаларды қолдану, тозуды өтеу үшін. Ленталарды қосу және ажырату әрекеті гайкаларды жылжытуға және бос орынды жою арқылы тозуды реттеуге жеткілікті болды.
Жалпы
1920-1930 жылдары бірнеше француздық сәнді автомобиль өндірушілері Cotal компаниясы жасаған үш немесе төрт жылдамдықты алдын-таңдау беріліс қорабын пайдаланды. Cotal беріліс қорабының ерекшелігі – берілістерді қосу үшін электромагниттік кәсіптерді (бантты тежегіштердің орнына) қолдану болды. Бұл тәсілдің кемшілігі – электр қуатының үзілуі қозғалтқыштың дөңгелектерді қозғалта алмай қалуына әкелді. Кәсіптер қарапайым приборлық тақтада немесе руль бағанасына орнатылған, "коктейль таяқшасындағы шие" деп сипатталатын және релелер арқылы басқарылды. Механикалық күштендіру болмағандықтан, Вильсонның кәсібі немесе ауыстыру механизмдері мен ауыстыру педалі қажет болмады.
Норманвилл
1930 жылдары «Хамбер» автомобильдері Лейкок де Норманвилл компаниясы шығарған төрт жылдамдықты алдын-таңдау беріліс қорабымен жабдықталды. Ол «Уилсон» жүйесіне ұқсас болғанмен, тежегіш ленталарын тікелей гидравликалық түрде іске қосуды пайдаланды (руль бағанасындағы тұтқа арқылы таңдау жасалады), сондықтан беріс ауыстыру педалі қажет болмады.
Талбот
1930 жылдары бірнеше Talbot машиналары, мысалы 1932–1935 жылғы Talbot AX65 Darracq, Жорж Роеш жасаған, Вилсон патенттеріне негізделген "көтерілгіш беріліс қорабын" пайдаланды. Роештің беріліс қорабы дизайны мен материалдары тұтас қайта қарастырылды, нәтижесінде Вилсон беріліс қорабының қуатынан үш есе артық қуатқа төтеп бере алатын жеңілдетілген беріліс қорабы құрылды. Бұл беріліс қорабы кері бағытқа қосылғанда бірінші жылдамдықты автоматты түрде алдын ала таңдайды. Екінші жылдамдыққа қосылғанда үшінші жылдамдық, ал үшінші жылдамдыққа қосылғанда төртінші жылдамдық алдын ала таңдалады. Содан кейін қолмен басқа жылдамдық таңдалғанша үшінші және төртінші жылдамдықтар арасында ауысып отырады. Алғашқы үлгілерде кез келген түрдегі айналымсыз шығарылды, бірақ жақын арада конструкцияға центрифугалық айналым қосылды. Talbot оны "Қозғалыс айналымы" деп сипаттады. Бұл екі радиалды қозғалмалы бөлігі бар (барабанды тежегішке ұқсас) қарапайым құрылғы.
Вирател
Алдын ала таңдау беріліс қорабы – 1906 жылы Францияда Марсель Вирателл патент алған үш жылдамдықты мотоцикл беріліс қорабының прототипі. Оның құрылымы мен өндірісі өте ықшам болды.
Тигр танкілері
1942–1945 жылдардағы неміс Tiger I бронетанкісі Maybach компаниясы жасаған алдын ала таңдамалы беріліс қорабын пайдаланды, ол 8 жылдамдық режимін ұсынды. Басқару механизмі гидравликалық болды, бұл жүргізушінің күшін азайтуға көмектесті. Клештер түрлі комбинацияларда қолданылды, бұл оларды атқарушы механизмдерге қарағанда көптеген қатынастарға ие етті. Төрт білікке орналастырылған тісті доңғалақтарды басқару үшін екі жағдайы бар үш гидравликалық цилиндр болды. Цилиндрлер қарапайым квадранттық беріліс тұтқасындағы айналма клапанмен басқарылды және тұтқаны қақпаға қарай итеріп белсендірілді. Үш цилиндрдің үйлесімі сегіз түрлі жылдамдық режимін қамтамасыз етті, бірақ кері бағытта бұл мүмкіндік тек төменгі төрт режиммен ғана шектелді. 1943 жылы британдықтар тұтқынға алынған Tiger I танкісін зерттеген кезде, беріліс қорабы туралы есепті Armstrong Siddeley Motors компаниясы жүргізді.
Көпбұрышты коробкалар
Көпдеген қосымшасы бар беріліс қорабы, беріліс ауыстыру қиындықтарынан құтылу үшін, оны ауыстыру қажеттілігін жояды. Ол бірнеше жеке беріліс қорабы ретінде жұмыс істейді, әрқайсысы жеке қосымшамен басқарылады және бірнеше таңдау мүмкіндігін болдырмау үшін бір-бірімен байланыстырылған. Беріліс таңдау мәселесі – тиісті қосымшаны таңдау. Осы типтің артықшылығы – қашықтан басқаруды ұйымдастырудың қарапайымдығы, себебі беріліс ауыстыру механизмі болмайды, тек қосымша механизмінің қайталануы бар.
Клетканың бірлік қатынасы
Бұл типтегі редуктор 1917 жылғы наурыз айында Олдберидегі редукторлар сынағында пайда болды, онда сегіз британдық ауыр танктерінде әртүрлі беріліс қораптары сыналып жатты. Әрбір қатынастың өз білігі және өз муфтасы бар. Егер муфталар бір уақытта тек біреуін ғана қосуға мүмкіндік беретіндей етіп байланыстырылса, жүйе қарапайым. 1980 жылдардың басында бұл беріліс Ұлыбританияда төрт жылдамдықты беріліс қорабымен Maxwell деген атпен қалалық автобустар үшін әзірленді. Ұлыбритания автобустарының көпшілігі арт жағында көлденең орналасқан қозғалтқыштары бар екі қабатты автобустар. Оларды пайдалану жиі тоқтау мен жүріске итермелейді, демек, дәстүрлі беріліс қораптары үшін муфталардың тез тозуына себеп болады. Бұл конструкцияның артықшылығы – төрт муфтаны пайдалану, олардың барлығын қозғалтқышты алып шығу қажеттілігінсіз, қозғалтқыш жиналымынан тыс жерде оңай күтіп ұстауға болады. Муфталар көп пластиналы, маймен толықтырылған ылғалды муфталар болды. Алғашқы беріліс қораптары сенімсіздікке ұшырады және 1985 жылы бастапқы әзірлеушілер, Brockhouse, оларды Avon Maxwell Transmissions компаниясына лицензиялады. Үлкен май сорғысы бар жетілдірілген нұсқасы Ұлыбританиядағы көптеген автобустар үшін қайта жабдықтау ретінде қолжетімді болды. Бұл беріліс қорабының ерекшелігі – бірінші және екінші берілісті бір уақытта қосу мүмкіндігі. Бұл 50 ат күшіне ие гидравликалық тежегіш ретінде жұмыс істеді.
Қос тұтқалы
Жанама байланыс арқылы жылдам ауысу идеясы соңғы жылдары жоғары өнімділік көліктерінде қос байланыс беру жәшігі ретінде дамытылды. Бұл ауыспалы беріліс қорабының қарапайымдылығын, жанасуға негізделген конструкцияның жылдам ауысу қабілетімен үйлестіреді. Іс жүзінде екі жеке беріліс қорабы бар, олардың әрқайсысы жалпы жиынтықтан баламалы қатынастарды ұсынады, ал екі байланыс қай беріліс қорабы қолданылатынын анықтайды. Беріліс қорабы ішіндегі өзгерістер автоматты түрде жүзеге асырылады, жүргізушіге келесі қажетті қатынасты болжауға мүмкіндік береді. Егер келесі қатынас дұрыс таңдалса (яғни, компьютер жоғары немесе төмен ауысуды дұрыс болжаса), ауысудың өзі тек байланыстың жылдам қозғалысынан тұрады. Күтпеген ауысулар жүйені жаңылыстыруы мүмкін, сондықтан ол байланысты қосу алдында дұрыс қатынасты таңдауы керек, бұл әлдеқайда баяу ауысуға әкеледі.
Жартылай автоматты берілістер
Жартылай автоматты берілістер, көбінесе қосқышсыз қолмен берілістер түрінде, тек ғана қосқыш жүйесін автоматтандырады және қосқышты басқаруды жеңілдету үшін әртүрлі басқару жүйелерін пайдаланады, бірақ жүргізушіге берілістерді қолмен ауыстыру қажеттілігін сақтайды. Бұл жүйелерді көптеген автомобиль өндірушілер 1930 жылдардың ортасынан бастап 1990 жылдардың ортасына дейін, гидравликалық автоматты берілістердің пайда болуына дейін енгізді. Бұл жүйелер қосқыш педалін толығымен жоюы мүмкін, немесе қосқыш педалін сақтап, оны тек тұрған жерден қозғалу үшін пайдалануды талап етеді, ал берілістерді ауыстыру үшін емес. Кейіннен одан әрі жетістіктер мен дамулар енгізілді, сондай-ақ қосқышты басқару және беріліс таңдау процесін бір уақытта автоматтандыру үшін бірнеше басқа әдістер қолданылды, ең бастысы – 1990 жылдары бірнеше автомобиль өндірушілер ұсынған, бірақ алғаш рет 1985 жылы Isuzu компаниясы өздерінің NAVi5 берілісімен енгізген заманауи автоматтандырылған қолмен беріліс.
Автоматтық жарыстар
Преселекторлы беріліс қораптары бірнеше жарыс машиналарын және мотоциклдерде қолданылды, оның ішінде 1921 және 1922 жылдарғы Халықаралық алты күндік сынақтарда – Швейцарияда Марсель Вирателдің мотоциклдері серийлік мотоциклдермен бірге қатысты; 1935 жылғы ERA R4D және 1930-жылдардағы Auto Union "Күміс жебелер" сияқты төбеге көтерілу машиналарын да қамтиды.
Автобустар
1940-1960 жылдары Ұлыбританияда салынған бірнеше автобуста алдын ала таңдау берілісі болды, оның ішінде Leyland, Daimler және AEC компанияларында жасалғандары. AEC RT типті автобустары, осы кезеңде Лондонда кеңінен қолданылған, берілісті ауыстыру үшін қысық ауаны пайдаланса, басқа беріліс қораптары механикалық басқаруды қолданды. Лондон автобустарындағы стандартты жұмыс режимі – оларда төмен бірінші беріліс болды, ол тек көлбеулерде ғана қолданылды. Сондықтан жүргізуші бастағанда екінші берілісті таңдап, берілісті қосу үшін ауыстыру педалін басып, босатып, содан кейін қозғалыс кезінде беріліс ауыстыруға дайын үшінші берілісті таңдады – мұның бәрі автобус тоқтағанда жасалатын. Бастағанда тек газ педалі басылды, ал үшінші беріліске ауысу үшін беріліс ауыстыру педалін басу жеткілікті болды. Алдын ала таңдау автобустары түрлі елдерге экспортталды. AEC Regent III Вильсон типті беріліс қораптарымен Батыс Австралияда 1950 жылдан 1976 жылға дейін қоғамдық көлік паркінің бір бөлігі ретінде 25 жыл бойы пайдаланылды.
Мотоциклдер
Кейбір 1950 жылдардағы "Джеймс" мотоциклдері "Виллиерс" қозғалтқыштарымен және алдын ала таңдау беріліс қорабымен жасалған. Оларды 1-ші берілісті таңдау үшін беріліс педалін төмен басып, содан кейін әлдемелі (көптеген) тұтқаны тартып, ол қайтып келгенде беріліс қосылып, алға жылжытатын. Педальді тағы да басып 2-ші беріліс таңдалды, ол тұтқаны қайта тартып алғаннан кейін ғана қосылатын.
Желі вагондары
1930 жылдары кейбір алғашқы бензин және дизельді қозғалтқыштармен жабдықталған рельсті автобустар Уилсонның алдын ала таңдау беріліс қорабын пайдаланды. AEC қозғалтқышы бар GWR "Flying Banana" рельсті автобустарында осындай беріліс қорабы болған.