Введение

Понижающая передача – это работа двигателя автомобиля на постоянной скорости с уменьшенными оборотами (об/мин), что приводит к улучшению экономии топлива, снижению шума и износа. Термин неоднозначен. Производство осуществлялось английской компанией Laycock Engineering (позже GKN Laycock) на ее площадке Little London Road в Шеффилде. Система, разработанная де Норманвиллем, была принята и изготовлена компанией Laycock после его случайной встречи с инженером по продукции Laycock. Овердрайвы де Норманвиля устанавливались на автомобили Standard Triumph, которые первыми начали их использовать, за ними последовали Ford, BMC и British Leyland, Jaguar, Rootes Group и Volvo, и это лишь некоторые из них. Другая британская компания, бывший авиастроитель Fairey, создала успешный полностью механический агрегат для Land Rover, который до сих пор производится в Америке. Первым серийным автомобилем, оснащенным системой Laycock, стал Standard Vanguard Saloon 1948 года. Первым был овердрайв типа A, который устанавливался на многие спортивные автомобили в 1950-х и до конца 1960-х годов. Несколько известных марок использовали овердрайвы типа A, включая Jaguar, Aston Martin, Ferrari, Austin Healey, Jensen, Bristol, AC, Armstrong Siddeley и спортивную линейку Triumph TR, от TR2 до конца 1972 модельного года TR6. В 1959 году Laycock Engineering Company представила овердрайв типа D, который устанавливался на различные автомобили, включая Volvo 120 и 1800, Sunbeam Alpines и Rapiers, Triumph Spitfires, а также MGB 1962–1967 годов выпуска (с 3-синхронизированными коробками передач). С 1967 года был представлен овердрайв типа LH, который устанавливался на различные модели, включая MGB 1968–1980 годов, MGC, Ford Zephyr, ранние Reliant Scimitars, TVR и Gilberns. Овердрайв типа J был представлен в конце 1960-х годов и был адаптирован для автомобилей Volvo, Triumph, Vauxhall/Opel, American Motors и Chrysler, а также фургонов Ford Transit. Овердрайв типа P стал последней модернизацией и производился в версиях Gear Vendors (США) и Volvo. Версия Volvo сохранила тот же размер корпуса, что и тип J, но с обновленным 18-элементным обгонным муфтом и более прочными шлицами через планетарный дифференциал. Версия Gear Vendors (США) использует более крупный выходной вал с внешним диаметром 1,375 дюйма для большей производительности и более длинный задний корпус. За 40 лет Laycock Engineering произвела более трех с половиной миллионов овердрайвов, и более миллиона из них были установлены на автомобили Volvo. В 2008 году американская компания Gear Vendors, Inc. из Эль-Кахона, Калифорния, приобрела все активы GKN для продолжения производства версии для США и всех запасных частей для типов J и P по всему миру. Система включает в себя устройство, работающее под давлением масла, прикрепленное к задней части стандартной коробки передач и воздействующее на выходной вал коробки передач. Благодаря системе давления масла, соленоидов и поршней, овердрайв снижает обороты на любой включенной передаче на 22% (0,778). Например, система овердрайва, применяемая к Triumph TR5, работает на 2-й, 3-й и высшей передачах. При включении овердрайв снижает обороты с 3000 до 666 об/мин или с 3500 до 777 об/мин, в результате чего получается 2723 об/мин. Преимущества, которые это снижение оборотов давало в экономии топлива, часто составляли около 22% при движении по шоссе.

В Северной Америке

В те дни, когда автоматические коробки передач ещё не были широко распространены, особенно в 1950-х годах, многие заднеприводные американские автомобили предлагались с опцией овердрайва. Благодаря значительным усовершенствованиям, разработанным Уильямом Б. Барнсом в городе Мунси, штат Индиана, для производства подразделением Warner Gear, компания BorgWarner поставляла устройство, которое устанавливалось на заводе между коробкой передач и укороченным карданным валом. Функция овердрайва, при включении, могла быть активирована простым ослаблением нажатия на педаль акселератора без использования педали сцепления, что делало управление похожим на полуавтоматическое. Кроме того, электрический соленоид отключал устройство с помощью выключателя под педалью акселератора, обеспечивая эффект, аналогичный понижающей передаче в автоматической коробке. Для механической блокировки овердрайва также была предусмотрена ручка, соединенная тросом Боудена, подобно некоторым системам стояночного тормоза. Использование овердрайва вместе с основной 3-ступенчатой коробкой передач на второй передаче давало передаточное число, близкое к третьему, а с основной коробкой передач на третьем – общее передаточное число было больше единицы (то есть, "истинный овердрайв"). Это было важно для снижения износа, шума и повышения удобства управления. Такие дополнительные овердрайвы были доступны с 1930-х по 1970-е годы для автомобилей и лёгких грузовиков. Сегодня большинство бензиновых и дизельных автомобилей и грузовиков оснащаются коробкой передач с овердрайвом, что позволяет экономить топливо. Овердрайв включается как в автоматические, так и в механические коробки передач в качестве дополнительной передачи (или двух в некоторых случаях).

Экономия топлива и износ трансмиссии

При использовании повышенной передачи (overdrive), обороты двигателя автомобиля снижаются, что уменьшает износ и обычно позволяет экономить топливо. С 1981 года, благодаря законодательству США о средней экономии топлива (CAFE), практически все отечественные автомобили оснащаются повышенной передачей для экономии топлива. Для определения оптимальной скорости при использовании повышенной передачи следует обращаться к руководству по эксплуатации автомобиля. Все двигатели имеют диапазон максимальной эффективности, и использование повышенной передачи может вывести двигатель за пределы этого диапазона на всё или часть времени работы, если она используется на неподходящих скоростях, тем самым нивелируя экономию топлива от сниженных оборотов. Общее передаточное число трансмиссии определяется тремя основными факторами: передаточным числом коробки передач (включая повышенную передачу), передаточным числом дифференциала (в мосту) и размером шин. Проблема с частотой вращения возникает, когда дифференциал имеет высокое передаточное число, а повышенная передача используется для компенсации. Это может вызывать неприятные вибрации на высоких скоростях и даже привести к разрушению карданного вала из-за центростремительных сил или дисбаланса. Карданный вал обычно представляет собой полую металлическую трубу, требующую балансировки для снижения вибрации и не имеющую внутренней поддержки. Более высокие скорости вращения карданного вала и связанных с ним деталей могут вызывать проблемы с нагревом и износом при одновременном использовании повышенной передачи и высокого передаточного числа дифференциала (или даже очень маленьких шин), создавая ненужное трение. Это особенно важно, поскольку шестерни дифференциала смазываются густым маслом и редко оснащаются какой-либо системой охлаждения, кроме обдува корпуса воздухом. Поэтому стремятся минимизировать использование повышенной передачи и обеспечить более высокое передаточное число первой передачи, что означает большее количество передач между первой и последней для поддержания двигателя в наиболее эффективном диапазоне оборотов. Это одна из причин, по которой современные автомобили имеют большее количество передач в коробке. Также поэтому в автомобилях редко встречается более одной повышенной передачи, за исключением особых случаев, например, когда для начала движения требуется высокое (численное) передаточное число дифференциала, как в грузовиках или спортивных автомобилях, хотя коробки передач с двумя повышенными передачами распространены в других транспортных средствах, часто с небольшим передаточным числом в мосту, но обычно включаются только на скоростях, превышающих .