Что такое демультипликатор коробки передач

Устройство и принцип работы механической КПП ZF

Коробка передач Ecosplit состоит из четырехступенчатого редуктора с интегрированной передачей заднего хода. На выходе первичного вала установлен планетарный редуктор – демультипликатор, а на входе — делитель передач, который состоит из дополнительной пары шестерен на первичном и промежуточном валах.

Принцип работы КПП

Делитель состоит из двух пар шестерён К1 и К2 , имеющих разное передаточное отношение. Это позволяет расширить диапазон передаточных отношений коробки, чтобы водитель мог выбрать подходящий режим работы для любых дорожных условий. Переключение происходит через синхронизатор подачей воздуха под давлением. Для переключения водителю необходимо изменить положение специального переключателя на рычаге КПП и нажать на педаль сцепления.

Демультипликатор представляет собой планетарный редуктор, установленный на вторичный вал со стороны солнечной шестерни, а водило прямо соединено с выходным валом коробки. Мультипликатор служит для увеличения крутящего момента. Когда он включен, это означает, что коробка работает в пониженном диапазоне (L) и крутящий момент увеличен. Когда демультипликатор не используется, коробка работает в повышенном диапазоне (S) и крутящий момент остаётся без изменений.

В общем случае переключение между диапазонами демультипликатора происходит автоматически при перемещении рычага КПП с 4-й на 5-ю передачу и наоборот. Существуют и иные схемы реализации переключения передач.

Переключатель делителя

Республика Беларусь,
Минская область, Минский район,
Щомыслицкий с/с,
17-й км автодороги Минск-Дзержинск, каб. 4

GPS-координаты:
53.795044, 27.376300

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

Демультипликатор – это механизм трансмиссии, который предназначен для повышения крутящего момента. Многие водители, работающие на грузовых машинах, называют его еще делитель. Но они немного различаются, чуть позже об этом. Эта коробка является дополнительной или раздаточной, которая обладает пониженным рядом передач. Обычно, демультипликатор применяется на автомобилях, для эксплуатации в тяжелых условиях, когда даже для заезда в гору с большим грузом обычного количества передач не хватает. Если водитель чувствует, что двигатель работает «внапряг» на используемой передаче, а на передаче ниже, обороты будут запредельные, то переключив демультипликатор на пониженную передачу, получает промежуточное передаточное число, то есть, передача делиться пополам. [1]

Демультипликатор продлевает срок службы КПП, из-за того, что равномерно повышает мощность, за счет уменьшения нагрузки. Проще говоря, делитель увеличивает количество передач в 2 раза, и тем самым увеличивает силу тяги транспортного средства. Включается он с помощью кнопки на рычаге, либо тумблера, таким образом, выбирается низший или высший ряд переключения передач.

Как я уже говорил выше, демультипликатор и делитель чуть различаются. Делитель имеет прямую и повышенную передачу, а демультипликатор как раз наоборот, прямую и понижающую. Демультипликатор и делитель могут устанавливаться вместе. Если коробка 4-х ступенчатая, то будет уже 16 передач, потому что, как делитель удваивает передачи, так демультипликатор. Прямая передача коробки переключения передач — это режим, при котором обороты двигателя передаются без увеличения или снижения, то есть крутящий момент передается с мотора на оси колес напрямую. Коэффициент полезного действия при этом очень высок, потому что крутящий момент не проходит через промежуточный вал.

Повышающая передача, как многие знают, используется для экономии топлива, также из-за низких оборотов двигателя, на повышенной передаче, снижается износ двигателя и уровень шума, исходящий от мотора. Карданный вал вращается быстрее, коленчатого вала двигателя, при включении повышающей передачи.

При пониженной передаче, двигатель выдает высокие обороты на малой скорости. Такая передача нужна для получения более высокого крутящего момента, в случаях, когда мотору тяжело. Например, при долгом крутом подъеме, или при езде по бездорожью. На пониженной передаче мотор не будет перегреваться, при работе в жестких условиях. [2]

Рисунок 1 – Коробка передач с демультипликатором (Механизм переключения)

1, 5 – рычаги; 2 – серьга; 3 – вал коробки; 4 – фиксатор; 6 – демпфер;

Весь механизм демультипликатора состоит из рычага вала, вала вилки и вилки. Для переключения между рядами, используется пневматический привод механизма переключения. В сам привод входят: блок клапанов, пневмоцилиндр и соединительные шланги. Сжатый воздух к блоку подводиться из пневмосистемы автомобиля. В случае включения передачи пониженной и заднего хода, сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр, и тем самым происходит включение. При включении оставшихся передач, сжатый воздух, поступивший в пневмоцилиндр, включает в демультипликаторе прямую передачу.

Демультипликатор, как и все детали коробки переключения передач смазывается маслом, которое залито в картер. Используется система смазывания смешенного типа: под давлением, разбрызгиванием и масляным туманом. Демультипликатор смазывается под давлением масляного насоса. [3]

Для управления демультипликатором и делителем транспортного средства, в большинстве случаев применяют либо автоматические или полуавтоматические системы переключения, без всяческих дополнительных рычагов переключения. Если нужны передачи повышенной проходимости, то для управления демультипликатором пользуются рычагом дополнительным, и при этом необходима обязательная полная остановка автомобиля, чтобы избежать нежелательных, крупных неисправностей трансмиссии. [4]

На коробках с демультипликатором строго запрещается:

-переключать с высшего диапазона передач на низший при скорости более 30 км/ч;

-вести движение на нейтральном положении рычага переключения передач;

-включать передачу заднего хода в движении, при неполной остановке.

В демультипликаторе переключение передач происходит автоматически, то есть высшая передача включается, когда рычаг управления коробкой переключаем из положения четвертой передачи в пятую, низшая передача – при переключении с пятой передачи на четвертую.

При управлении коробки передач с делителем, для переключения необходимо перевести тумблер управления делителем в нужное положение, затем после небольшой выдержки сцепления (1 секунда) необходимо отпустить педаль сцепления, и тем самым передача включится автоматически.

Рисунок 2 – Схема переключения передач делителем

Подводя итоги всего написанного, можно сказать, что использование демультипликатора и делителя в коробках переключения передач, как грузовых, так и автомобилей внедорожного типа, просто необходимо. Имея опыт в эксплуатации грузового автомобиля, могу сказать, что при работе трансмиссии в обычном режиме, мотор бы при перевозке тяжелых грузов просто перегревался, собственно, как и коробка, и что привело бы к отказу этих агрегатов. И ремонт двигателя и коробки некогда не обойдется дешево, и времени на это уйдет тоже немало. Поэтому делитель и демультипликатор сэкономят не только топливо, но помогут долго прослужить двигателю и трансмиссии, естественно при правильной эксплуатации автомобиля.

Список литературы

1. Демультипликатор // ru.wikipedia.org URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Демультипликатор (дата обращения: 12.03.2017).

2. Устройство передач демультипликатора // auto.today URL: https://auto.today/bok/5777-ustroystvo-peredach-demultiplikatora.html (дата обращения: 12.03.2017).

3. Механизм переключения передач в коробках с демультипликатором // http://carspec.info URL: http://carspec.info/mnogovalnye-korobki-peredach (дата обращения: 12.03.2017).

4. Делитель, демультипликатор и бесступенчатые коробки передач // http://www.chopper-bike.ru URL: http://www.chopper-bike.ru/view_invited_paper.php?id=228 (дата обращения: 12.03.2017).

5. Особенности организации станций технического обслуживания// Шакалов И.П., Прохорова Е.В. В сборнике: Образование, наука, производство Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. 2015. с. 1149-1151.

6. Применение аддитивных технологий в машиностроении и изготовление запасных частей для автомобилей// Матренин А.В., Прохорова Е.В. В сборнике: «Страна живет, пока работают заводы» Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. Ответственный редактор Овчинкин О.В. 2015. с. 215-217.

7. Быстросъемность основных узлов и агрегатов и ремонтопригодность транспортных средств// Прохорова Е.В., Севрюгина Н.С. Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2012. № 57. с. 97-103.

8. The solution of applied problems of optimization of stability of system «environment-man-technics»// Sevryugina N.S., Melikhova S.B., Volkov E.A. Modern Applied Science. 2015. Т. 9. № 3. с. 200-207.

Многовальные коробки передач

Для получения большого числа передач – от 8 до 24 – применяются многовальные коробки передач. Они представляют собой четырех-, пяти- или шестиступенчатые Трехвальные коробки передач со встроенными или совмещенными дополнительными коробками передач (редукторами). При этом дополнительная коробка передач может быть повышающей или понижающей. Повышающая коробка передач называется делителем или мультипликатором. Делитель устанавливается перед коробкой передач и увеличивает число передач в два раза. Обычно он имеет две передачи: прямую с передаточным числом uk = 1 и повышающую с передаточным числом u_k < 1. Делитель не увеличивает передаточные числа коробки передач, а только уменьшает разрыв между передаточными числами соседних передач, увеличивая на 20…25% их диапазон.

Понижающая коробка передач называется демультипликатором. Демультипликатор устанавливается за коробкой передач. Он имеет две или три передачи: прямую с u_k = 1 и понижающие с u_k > 1. Демультипликатор увеличивает число передач в 2-3 раза и передаточные числа коробки передач, значительно расширяя их диапазон.

Многовальные коробки передач используются на автомобилях большой грузоподъемности, а также на автомобилях-тягачах, работающих с прицепами и полуприцепами.

Коробка КамАЗ с делителем

На рисунке 1 представлена конструкция коробки передач грузовых автомобилей КамАЗ. Коробка пятивальная, десятиступенчатая, синхронизированная, с делителем и с неавтоматическим дистанционным управлением.

Рисунок 1 – Коробка передач грузовых автомобилей КамАЗ

1 – ведущий вал; 2, 13 – шестерни; 3 – первичный вал; 4, 5, 6 – синхронизаторы; 7 – муфта; 8 – вторичный вал; 9, 11 – промежуточные валы; 10, 12 – картеры

Коробка передач состоит из двух частей – основной пятиступенчатой коробки передач и делителя. Делитель выполнен в отдельном картере 12 с картером сцепления и прикреплен к картеру 10 коробки передач. В картере 10 основной коробки передач размещены первичный 3, вторичный 8 и промежуточный 9 валы. Косозубые шестерни коробки передач находятся в постоянном зацеплении. Включение IV и V, а также II и III передач производится соответственно синхронизаторами 5 и 6. Включение первой передачи и заднего хода осуществляется зубчатой муфтой 7. Синхронизаторы имеют конструкцию, аналогичную синхронизаторам грузовых автомобилей ЗИЛ.

Делитель имеет ведущий 1 и промежуточный 11 валы, две шестерни 2 и 13 постоянного зацепления и зубчатую муфту с синхронизатором 4 для включения прямой и повышающей передач с передаточными числами соответственно u_k = 1 и u_k = 0,815. Промежуточный вал 11 делителя соединен шлицами с промежуточным валом 9 коробки передач. Шестерня 2 установлена свободно на ведущем валу и вращается относительно вала.

При включении прямой передачи ведущий вал 1 делителя и первичный вал 3 коробки передач жестко соединяются напрямую с помощью зубчатой муфты. При этом крутящий момент, передаваемый от двигателя к коробке передач, не изменяется по величине. При включении повышающей передачи шестерня 2 фиксируется синхронизатором на ведущем валу 1 делителя. В этом случае крутящий момент двигателя передается с шестерни 2 на шестерню 13 промежуточного вала и далее на промежуточный вал 9 коробки передач. При этом уменьшается передаваемый крутящий момент и увеличивается скорость движения. Это обеспечивает работу автомобиля при небольших нагрузках и высокой скоростью движения, что способствует экономии топлива.

Размещение делителя в отдельном картере позволяет использовать основную коробку передач и без делителя на самосвалах и других автомобилях, где это целесообразно. При установке делителя отдельные детали основной коробки передач заменяются (первичный вал и др.).

Механизм переключения передач в коробке с делителем

Механизм переключения передач основной коробки передач имеет дистанционный механический привод управления. В привод (рисунок 2) входят рычаг 1 переключения, передняя 2 и промежуточная 4 тяги, рычаг 3 передачи и шток с рычагом 5 механизма переключения передач, который находится в крышке 6 коробки передач.

Рисунок 2 – Приводы переключения коробки передач (а) и делителя (б) грузовых автомобилей КамАЗ

1, 3, 5 – рычаги; 2, 4 – тяги; 6 – крышка; 7 – переключатель; 8 – кран; 9 – воздухораспределитель; 10, 11 – клапаны; 12 – упор; 13 – пневмоцилиндр; В, Н – положения переключателя

Механизм переключения передач делителя имеет пневматический привод. Привод состоит из переключателя 7, находящегося на рычаге 1 коробки передач, редукционного клапана 10, пневмоцилиндра 13, воздухораспределителя 9, клапана 11 включения делителя, крана 8 и трубопроводов.

При установке переключателя в положение Н (низшая) или В (высшая) передача золотник крана 8 перемещается тросом. Сжатый воздух от редукционного клапана 10 поступает в соответствующую полость воздухораспределителя 9, устанавливая при этом его золотник в необходимое положение.

При выключении сцепления упор 12, установленный на толкателе рычага выключения сцепления, открывает клапан 11, и сжатый воздух проходит в воздухораспределитель 9 и далее в нужную полость пневмоцилиндра 13, перемещая его поршень и выключая передачи в делителе. Следовательно, переключатель можно включать заранее, однако переключение передач в делителе произойдет только при выключении сцепления. Такое полуавтоматической переключение передач делителя значительно облегчает его применение.

Коробка передач ЗИЛ с демультипликатором

Многовальная коробка передач (рисунок 3, а) грузовых автомобилей ЗИЛ состоит из основной коробки передач и демультипликатора. Она имеет восемь основных передач для движения вперед (передача VIII – прямая с u_k = 1), дополнительную «ползущую» передачу (u_k = 11,4) и передачу заднего хода.

Рисунок 3 – Коробка передач с демультипликатором грузовых автомобилей ЗИЛ

а – продольный разрез; б – механизм переключения; 1, 15, 28, 29, 35 – валы коробки; 2 – ползун; 3 – головка; 4, 33 – рычаги; 5 – блок клапанов; 6, 36 – фиксаторы; 7 – крышка; 8, 14 – вилки; 9 – пневмоцилиндр; 10- солнечная шестерня; 11 – сателлит; 12 – коронная шестерня; 13 – блокировочный диск; 16 – втулка шлицевая; 17, 25, 32 – синхронизаторы; 18, 30 – картеры; 19 – насос; 20, 23 – шестерни передач «ползущей» и заднего хода; 21 – муфта; 22 – промежуточная шестерня заднего хода; 24 – шестерня I и V передач; 26 – шестерня II и VI передач; 27 – шестерня III и VII передач; 31 – шестерня привода; 34 – серьга; 37 – демпфер

Такое число передач позволяет изменять крутящий момент двигателя в широком диапазоне и выбирать наиболее экономичный режим движения автомобиля.

В картере 30 основной коробки передач на подшипниках установлены первичный 1, вторичный 29 и промежуточный 28 валы.

Первичный вал выполнен вместе с косозубой шестерней, которая находится в постоянном зацеплении с шестерней 31 привода промежуточного вала. На вторичном валу шестерни всех передач установлены на роликовых подшипниках и свободно вращаются относительно вала.

Промежуточный вал изготовлен за одно целое с прямозубыми шестернями 20 «ползущей» передачи и 23 заднего хода. Косозубые шестерни остальных передач напрессованы на промежуточный вал.

Все шестерни коробки передач находятся в постоянном зацеплении.

Для включения передач I – VIII служат синхронизаторы 25 и 32, а для включения «ползущей» передачи и заднего хода – муфта 21. Они установлены на шлицах вторичного вала.

Конструкция синхронизаторов и их работа аналогичны синхронизаторам пятиступенчатой коробки передач грузовых автомобилей ЗИЛ. Однако эти синхронизаторы имеют шесть, а не три блокирующих пальца.

Механизм переключения передач в коробках с демультипликатором.

Механизм переключения коробки передач находится в отдельном корпусе, который прикреплен к крышке коробки передач. В механизм входят (рисунок 3, б) рычаг 33 переключения передач, рычаг 4 включения передач, серьга 34 и вал 35. Рычаг включения передач закреплен на валу 35, а рычаг 33 переключения передач связан с валом шарнирно. Пружинный демпфер 37 предназначен для фиксации его промежуточных ходов.

При перемещении рычага 33 вперед или назад серьга 34 вместе с валом 35 поворачиваются. При этом рычаг 4 включения своим нижним концом перемещает тот ползун механизма переключения передач, в пазу головки которого он находится.

На ползунах 2 закреплены вилки 8 переключения передач, с помощью которых перемещаются по шлицам вторичного вала каретки синхронизаторов 25, 32 и муфта 21.

В нейтральном положении рычага 33 рычаг 4 находится в среднем фиксированном положении, и его нижний конец входит в паз головки ползуна III и IV передач.

При перемещении рычага 33 вправо рычаг 4 включения перемещается влево, и его нижний конец последовательно входит в пазы головок ползунов I – IV передач, которые при включении прямой передачи (u_k = 1) в демультипликаторе преобразуются соответственно в передачи V – VIII.

Механизм включения передач размещен в крышке 7 (см. рисунок 3, а) коробки и состоит из трех ползунов 2 с вилками, головок 3 ползунов, трех шариковых фиксаторов 6 с пружинами и замочного устройства, состоящего из двух пар шариков и штифта между ними. Фиксаторы исключают самопроизвольное выключение передач, а замочное устройство – одновременное включение двух и более передач.

Демультипликатор размещен в отдельном картере 18, прикрепленном сзади к картеру 30 коробки передач. Он представляет собой двухступенчатый планетарный редуктор и имеет две передачи: прямую (u_k = 1) и понижающую (u_k = 3,3).

Демультипликатор включает в себя вал 15 с сателлитами 11 и их осями, солнечную шестерню 10, коронную шестерню 12 со ступицей, блокировочный диск 13 и синхронизатор 17.

Вал демультипликатора установлен на шариковом подшипнике и через сателлиты связан с солнечной и коронной шестернями. Для включения передач демультипликатора на валу 15 размещен синхронизатор, конструкция и работа которого аналогичны синхронизаторам 25 и 32 коробки передач. Солнечная шестерня 10 установлена на шлицевом конце вторичного вала 29 коробки передач.

Механизм переключения передач демультипликатора состоит из вилки 14, вала вилки и рычага вала. Привод механизма переключения – пневматический. В привод входят блок клапанов 5, пневматический цилиндр 9 и соединительные шланги.

Блок клапанов имеет два клапана, которые работают последовательно. Сжатый воздух к блоку подводится из пневмосистемы автомобиля. При включении «ползущей», I – IV передач и заднего хода сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр 9, включая низшую передачу демультипликатора. При включении V – VIII передач поступивший в пневмоцилиндр сжатый воздух включает в демультипликаторе прямую передачу.

Детали коробки передач и демультипликатора смазываются маслом, заливаемым в их картеры. Система смазывания – смешанного типа: под давлением, разбрызгиванием и масляным туманом. Масляный насос 19 под давлением подает масло к подшипникам коробки передач и демультипликатора. Остальные их детали смазываются разбрызгиванием масла и масляным туманом.

Другие статьи по коробкам передач

• Коробка передач — назначение и типы
• Двухвальные коробки передач ВАЗ и АЗЛК
• Трехвальные коробки — применение и схема работы
• Трехвальная коробка передач ВАЗ — конструкция
• Коробка передач грузовых ГАЗ
• Коробка передач легковых ГАЗ
• Коробка передач грузовых автомобилей ЗИЛ
• Коробка передач грузовых МАЗ
• Гидромеханические коробки передач

Демультипликатор

Демультиплика́тор (от де- — приставка, обозначающая отрицательное действие и multiplication (умножение)) — механизм трансмиссии, предназначенный для повышения крутящего момента.

В русском языке распространены синонимы: дели́тель (прямой перевод термина «демультипликатор»), дополнительная коробка передач, раздаточная коробка с пониженной передачей.

Как правило, демультипликатор устанавливается на автомобилях, предназначенных для эксплуатации в тяжёлых условиях, когда обычного количества передач в КПП недостаточно. Например, водитель чувствует, что при необходимой скорости движения на четвёртой передаче двигатель работает «внатяг», с перегрузкой, а на третьей обороты велики, двигатель «перекручен»; переключив демультипликатор (делитель, дополнительную коробку передач) на пониженную передачу получает промежуточное передаточное число в трансмиссии.

На некоторых моделях автомобилей КамАЗ между сцеплением и коробкой передач устанавливается делитель (дополнительная двухступенчатая коробка передач) с прямой и повышенной передачей. Когда автомобиль не загружен, движение происходит на повышенной передаче демультипликатора, при эксплуатации с большой нагрузкой (например, буксировка прицепа или полуприцепа, особенно в неблагоприятных дорожных условиях) водитель включает прямую передачу демультипликатора. Таким образом, вместо пяти передач автомобиль имеет в два раза больше. С включенной прямой передачей демультипликатора общее передаточное число КПП оказывается ниже. Например, передаточное число пятой передачи с выключенным демультипликатором находится между передаточными числами четвёртой и пятой передачи с демультипликатором.

На рычаге переключения передач автомобилей КАМАЗ находится переключатель делителя («флажок»), соединённый гибким тросиком с газораспределителем. После того, как водитель произведёт переключение на рычаге, он нажимает на педаль сцепления и исполнительный пневмопривод переключает передачи в делителе.

На автомобилях повышенной проходимости раздаточная коробка имеет две передачи — высшую (как правило, прямую) и низшую (понижающую), а также нейтральную. На автомобилях с отключаемым передним ведущим мостом включение пониженной передачи блокируется (невозможно включить при отключенном переднем мосту).

На автомобиле «Урал-377» (вариант полноприводного «Урала-375» с колёсной формулой 6×4 без ведущего переднего моста) раздаточная коробка, разумеется, отсутствовала, вместо неё стояла дополнительная КПП с прямой и понижающей передачей.

На некоторых легковых автомобилях с полным приводом (разработаны на основе машин с переднеприводной компоновкой), например, Toyota Sprinter Carib, автомобили фирмы Subaru с механической коробкой передач имеется дополнительная понижающая первая передача, включаемая только при подключенном заднем мосту.

Демультипликатор на гусеничной технике [ править ]

На тракторах и бронетанковой технике применяются, как правило, бортовые планетарные механизмы поворота. Чтобы изменить направление движения (например, повернуть направо) механик-водитель затормаживает правую бортовую коронную шестерню, при этом увеличенный крутящий момент на гусеничный движитель передаётся через сателлиты и водило, скорость вращения при этом уменьшается. Если затормозить оба бортовых планетарных механизма поворота — на гусеницы начнёт передаваться увеличенный крутящий момент с равной угловой скоростью.

Например, танк движется по полю на второй передаче, на его пути появляется препятствие (железнодорожная насыпь). Механик-водитель должен перейти на первую передачу (предварительно выключив сцепление, главный фрикцион), или может, не переключаясь, затормозить оба планетарных механизма поворота. После преодоления препятствия происходит растормаживание, танк продолжает движение в прежнем темпе.

На приведённой анимации шарикоподшипник представляет пример планетарного редуктора, в котором водилом является сепаратор, функции солнечной шестерни выполняет внутреннее кольцо, функции коронной шестерни — наружное кольцо, а сателлиты — это шарики.

Наружное кольцо (коронная шестерня) заторможено, крутящий момент передаётся от внутреннего кольца (солнечная шестерня) через шарики (сателлиты) на сепаратор (водило, на рисунке не показаны). Сейчас включена пониженная передача. Обратите внимание, что скорость вращения внутреннего кольца заметно больше, чем скорость вращения сепаратора с шариками. Если отпустить наружное кольцо — то скорости вращения внутреннего кольца, сепаратора и наружного кольца сравняются (будет включена «прямая» передача).

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

• Делитель, демультипликатор.
• Многовальные коробки передач с демультипликатором.

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.