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.
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.
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 .